SPP 1149:  Heterosis bei Pflanzen

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471884

Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, die Kausalität und optimale Nutzung der Heterosis bei höheren Pflanzen zu erforschen. Unter Verwendung von Methoden der Genomforschung sollen bei der Modellpflanze Arabidopsis und wichtigen Nutzpflanzen grundlegende Mechanismen für das Auftreten von Heterosis auf molekularer, physiologischer und genetischer Ebene untersucht werden. Zudem sollen auf verschiedenen Systemebenen biomathematische und Computermodelle entwickelt werden, die es gestatten, das komplexe Zusammenwirken von Gen-Netzwerken beim Zustandekommen von Heterosis zu simulieren und hieraus Strategien für eine optimale Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung abzuleiten. Folgende Themenbereiche werden angesprochen: -- Analyse des Phänomens Heterosis auf molekularer Ebene für wachstumsrelevante Merkmale;-- Generalisierbarkeit von experimentellen Befunden bei Modellpflanzen auf verwandte und nicht verwandte Nutzpflanzenarten; -- Untersuchung pflanzenphysiologischer Prozesse, die für das Verständnis der molekularen Ursachen von Heterosis von zentraler Bedeutung sind; -- Integration quantitativ-genetischer und molekulargenetischer Forschungsansätze zur Erklärung der Heterosis; -- Entwicklung neuer bioinformatischer Verfahren zur umfassenden Datenanalyse der auf allen biologischen Ebenen gewonnenen Ergebnisse sowie integrierter Modellansätze zur Erklärung von Heterosiseffekten; -- Entwicklung von Züchtungsstrategien und Vorhersagemethoden für eine optimale Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung.Das Schwerpunktprogramm ist primär auf grundlegende Fragen im Hinblick auf die Erforschung des Phänomens Heterosis bei höheren Pflanzen mit fortgeschrittener Genomanalyse ausgerichtet. Es sollen aber auch anwendungsorientierte Fragestellungen zur Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung bearbeitet werden. Dazu sollen die zur Verfügung stehenden Instrumentarien weiterentwickelt sowie neue molekularbiologische und biometrische Methoden implementiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Dänemark

Projekte

• Analysis of heterosis in Arabidopsis thaliana via metabolic profiling (Antragsteller Willmitzer, Lothar )
• Analysis of the genetic basis of heterosis in oilseed rape (Brassica napus) via comparative QTL mapping and expression QTL analysis (Antragsteller Snowdon, Rod )
• Analysis of the relationship between heterosis and the epigenetic modification of DNA and histones in Arabidopsis thaliana (Antragsteller Houben, Andreas )
• Biometric tools for microarrays (Antragsteller Piepho, Hans-Peter )
• Estimation of the genetic components of heterosis by means of new experimental design and integrated data analysis with special focus on epistasis (Antragsteller Melchinger, Albrecht E. )
• Functional analysis of genes involved in heterosis for plant height in maize by expressing profiling (Antragsteller Wenzel, Gerhard )
• Genetic Analysis of Heterosis in Rapeseed (B. napus L.) (Antragsteller Becker, Heiko )
• Heterosis-associated gene expression in early development (Antragsteller Scholten, Stefan )
• Mapping of QTL for Heterosis and identification of the responsible gene-loci in Arabidopsis (Antragsteller Vogel, Heiko )
• Metabolic phenotype of heterosis in Zea mays (Antragsteller Gierl, Alfons )
• Molecular genetics of heterosis of the plant`s earliest stage, the embryo, using the large-seeded faba bean as model (Antragsteller Link, Wolfgang ;  Weber, Hans )
• Molecular identification and characterisation of loci causing heterosis in Arabidopsis thaliana (Antragsteller Altmann, Thomas )
• Molecular studies on `marginal overdominance` in maize (Antragsteller Geiger, Hartwig H. )
• Network and integrative data analysis of gene expression and metabolite data from Arabidopsis thaliana heterosis experiments (Antragsteller Selbig, Joachim )
• Optimum exploitation of heterosis utilizing the concept of heterotic groups and patterns in hybrid breeding (Antragsteller Reif, Jochen )
• Rapeseed as a model to analyse `fixed heterosis` in allopolyploid plants (Antragsteller Becker, Heiko )
• The role of transcription factors in heterosis for superior growth and biomass production in Arabidopsis thaliana (Antragsteller Udvardi, Michael )
• Transcriptome- and metabolome-based prediction of heterosis and hybrid performance in experimental hybrids of maize (Antragsteller Frisch, Matthias )
• Transcriptome and proteome wide identification of genes that are related to heterosis manifestion in maize seedling roots (Antragsteller Hochholdinger, Frank )

• Sprecher: Professor Dr. Albrecht E. Melchinger