Identifikation und Anwendung von genetischer Variation für Samenertrag und Samenqualität bei Ölfrüchten

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Bevan; Professor Dr. Michael Lenhard; Professor Dr. Loïc Lepiniec
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243732249

Die Erzeugung von ausreichend Nahrung hängt vom Ertrag und der Qualität der Samen unserer Nutzpflanzen ab. Raps ist eine wichtige Feldfrucht in der EU, die Öl für Nahrung und die Industrie und Eiweiß für Tierfutter liefert. Die Deckung des steigenden Bedarfs erfordert Sorten mit verbessertem Ertrag und besserer Zusammensetzung. Aus Modellen wie Arabidopsis thaliana ist detailliertes Wissen über die Entwicklung der Samen und ihre Zusammensetzung vorhanden. Es bleibt aber eine große Herausforderung, mit Hilfe dieses Wissens unsere Nutzpflanzen zu optimieren. Dieses Vorhaben wird genetische und phänotypische Studien zur Samenentwicklung in vier nahe verwandten Brassicaceen integrieren: Arabidopsis thaliana, Brassica napus, Camelina sativa, und Capsella rubella. Diese Arten sind evolutionär alle durch weniger als 20 Millionen Jahren getrennt, was die Evolution vieler phänotypischer Unterschiede bei grundsätzlich konservierter Genfunktion ermöglichte. Jede der Arten bietet komplementäre genetische Ressourcen, um die Funktion von Genen aufzuklären und auszunutzen, die zentrale Ertragsparameter beeinflussen.Das Vorhaben vereint komplementäre Fähigkeiten, Expertise und genetische Ressourcen mit dem Ziel, die Lücke zwischen einem grundlegenden Verständnis der Samenentwicklung und der Anwendung nützlicher genetischer Variation in diesem Prozess von zentraler landwirtschaftlicher Bedeutung zu schließen. Das Projekt wird in drei wechselseitig abhängigen Arbeitspaketen (AP) durchgeführt, jeweils geleitet von einem Forscher mit dokumentierter relevanter Expertise und Unterstützung durch die teilnehmenden Einrichtungen. AP1 wird auf der Basis induzierter und natürlicher Variation in Arabidopsis Gene identifizieren und charakterisieren. die die Samengröße steuern. Dies wird verknüpft mit Assoziationskartierung in Raps, um genetische Variation zu finden, die Samengröße und Ertrag beeinflusst. Beide Ansätze unterstützen sich gegenseitig und werden einen Rahmen schaffen, um phänotypische und genetische Untersuchungen zu integrieren. AP2 wird die genetische Basis von Unterschieden in der Ovulen- und Samenzahl pro Furcht identifizieren. Während Mutagenese bei Arabidopsis für diese Fragestellung nur bedingt erfolgreich war, bietet die Evolution einer höheren Ovulenzahl pro Fruchtknoten bei Capsella rubella eine einmalige Möglichkeit, Schlüsselgene zu identifizieren. Die Ergebnisse werden mit der Assoziationskartierung und der Suche nach funktionaler genetischer Variation in Homologen bei Raps integriert werden. AP3 zielt darauf ab, die Funktion von B. napus und Camelina Homologen zu wichtigen Regulatoren der Samenentwicklung aus Arabidopsis zu verstehen. Dies wird mit einer detaillierten Bestimmung der Zusammensetzung von Raps- und Camelina-Samen gekoppelt werden. In der Zusammenschau mit der Assoziationskartierung aus AP1 wird dies eine sehr informative Ressource für das Verständnis der Rolle von genetischer Variation bei der Kontrolle der Samenqualität schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Großbritannien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Thierry Chardot; Dr. Bertrand Dubreucq; Dr. Christian Kappel; Dr. Adrien Sicard