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Projekt
Molekulare Anpassung an kontrastierende Stressregime (SP3)
Antragsteller
Professor Dr. Stefan Scholten; Professor Dr. Markus Stetter
Fachliche Zuordnung
Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571153016
Der Klimawandel und sich wandelnde landwirtschaftliche Herausforderungen erfordern die Entwicklung robuster Kulturpflanzensorten, die mehreren abiotischen und biotischen Stressfaktoren gleichzeitig standhalten können. Gleichzeitige Stressszenarien wie Dürre und Pathogendruck treten zunehmend häufiger auf, doch die genetischen Mechanismen, die eine Toleranz oder Resistenz unter solch komplexen Bedingungen ermöglichen, sind noch weitgehend unverstanden. Das vorgeschlagene Projekt schließt diese Wissenslücke durch die Untersuchung der genetischen und genregulatorischen Grundlagen der Reaktion und Anpassung von Mais an kombinierte Stressbedingungen. Unser Ansatz integriert historische Selektion und Anpassung, sowie experimentelle Evidenz, um die molekularen Grundlagen von Stressreaktionen zu entschlüsseln. Wir werden polygenetische Signale von Selektion und Anpassung in genetisch diversen Mais-Inzuchtlinienpopulationen aus gemäßigten und tropischen Klimazonen untersuchen und diese über genomweite Assoziationsstudien (GWAS) mit Merkmalen der Stressresistenz verknüpfen. Parallel dazu wird die Plastizität der Genexpression sowie die Variabilität in der Stressantwort in diesen Inzuchtlinienpopulationen untersucht. Darüber hinaus werden die sechs kommerziellen Hybriden des zentralen Experiments dieser Forschungsgruppe zur detaillierten Charakterisierung der Genexpressionsregulation unter gleichzeitigen Stressbedingungen in kontrollierten Feldversuchen herangezogen. Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologien wie 3'-DGE, mRNA-seq, sRNA-seq und Degradom-Sequenzierung werden eingesetzt, um Transkriptionsantworten zu erfassen und regulatorische Mechanismen zu identifizieren. Diese Daten und GWAS werden helfen, zentrale Regulatoren wie Transkriptionsfaktoren und sRNA-Zielgene zu identifizieren und liefern Einblicke in die Modulation der Genexpression zur Unterstützung von Anpassung und Leistungsfähigkeit unter Einzel- und Mehrfachstressbedingungen. Zur Vorbereitung der geplanten Phase 2 dieser Forschungsgruppe werden beide Datensätze genutzt, um zentrale genetische Parameter für die Entwicklung integrierter biophysikalischer Pflanzenmodelle in enger Zusammenarbeit mit den Modellierungs-Teilprojekten zu definieren. Darüber hinaus wird unsere genetische Information zur Auswahl experimenteller Hybriden beitragen, die auf hohe genetische Diversität und kontrastierende Stressreaktionen optimiert sind, um die Bandbreite identifizierbarer stressbezogener Mechanismen zu erweitern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
