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WinEffizient

Ziel

Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Trockenstresstoleranz und Nährstoffnutzungseffizienz von Winterweizen im optimierten Fruchtfolgesystem. Dazu werden in WinEffizient Ergebnisse vorausgehender Studien zu Genotypen mit einem besonders gestärkten Wurzelwachstum genutzt, um Weizenlinien mit einem größeren Wurzelsystem zu erzeugen, die an variable Anbaubedingungen besser angepasst sind. Zusammen mit einem daraufhin optimierten pflanzenbaulichen Düngemanagement im Fruchtfolgesystem Raps/Mais-Weizen ist es das Ziel, beides – Ökobilanz und Resilienz des Weizenanbaus – zu verbessern.

Ergebnisse

Das Projekt stützt sich auf bekannte Allele für ein gesteigertes Wurzelwachstum aus chinesischen Merkmalsträgern, die in vorausgehenden Studien entdeckt worden sind. Basierend auf diesem Wissen sind molekulargenetische Marker für Haploblöcke mit einem putativen Effekt auf die Größe des Wurzelsystems erfolgreich entwickelt worden. Die Marker dienen dazu, Weizengenotypen hinsichtlich ihrer Veranlagung zu testen und zu selektieren, ohne ein extrem aufwendiges Auswaschen der Wurzeln im Rahmen einer phänotypischen Selektion praktizieren zu müssen.

Um die Wirkung der Allele, die mit einem gesteigerten Wurzelwachstum assoziiert sind, funktionell eingehender analysieren zu können und ihre Relevanz im Hintergrund europäischen Materials zu prüfen, ohne die maskierenden negativen agronomischen Eigenschaften des Merkmalsspenders zu erfassen, werden nah-isogene-Linien (NILs) erzeugt. Dafür ist der Merkmalsdonor mit drei Eliteweizensorten unterschiedlicher Qualitätseinstufung verkreuzt worden (Genius [E], Leandrus [A] und Elixer [C]). Die Kreuzungsprodukte wurden anschließend mehrmals mit den Eliteeltern zurückgekreuzt. Hierbei kamen die zuvor genannten molekularen Marker zum Einsatz. Derzeit liegen insgesamt 175 F1BC2 Produkte vor. Von ihnen ausgehend sollen bis zur Aussaat vor dem Winter 2020-2021 F1BC3-Linien entwickelt und in kontrollierten Containerversuchen einer intensiven Analyse unterzogen werden.  Parallel dazu finden Prüfungen der Merkmalsdonoren und -rezipienten in einer Fruchtfolgesequenz mehrortig (n=3) und unter verschiedenen N-Weizendüngestrategien statt (siehe Abbildung 1). Dadurch wird ermöglicht, Aussagen zur Wasser- und Stickstoffeffizienz von Weizen in den Kontext unterschiedlicher pflanzenbaulicher Ausgangslagen zu stellen (Tabelle 1).

Tabelle 1

N-Flüsse für den Vorfruchtversuch 2018-2019 Raps am Standort Merbitz

Frühjahrs-Nmin

[kg/ha]

(0-60 cm)

Düngung

N-Entzug

Korn

[kg/ha]

N-Saldo

[kg/ha]

Nachernte-Nmin

vor WW

kg/ha

(0-60 cm)

197

(20.02.19)

ohne

97

(± 2,22)

+100

109

(15.10.19)

197

(20.02.19)

+100 kg N (05.03.19)

98

(± 3,05)

+199

137

(15.10.19)

(Angaben ± Standardabweichung)

Verwertung

Die aus WinEffizient hervorgehenden NILs sollen perspektivisch als Grundlage für Weizenzuchtstämme dienen, die unter limitierter Wasserverfügbarkeit und reduziertem Stickstoffangebot resilienter als herkömmliche Weizensorten sind. Diese können zur Entwicklung effizienterer Sorten beitragen, die auch unter widrigen Bedingungen noch eine backfähige Weizenproduktion erlauben. Mittel- bis langfristig kann durch die Kombination von verbesserten Sorten und adjustiertem Anbau- bzw. Düngemanagement ein Beitrag zur Reduktion der direkten und indirekten Treibhausgasemissionen erwartet werden.

Broschüre: Poster WinEffizient
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 5 MB

Broschüre Beschreibung:

Increasing root biomass production in European winter wheat for improved drought-stress tolerance and nitrogen use efficiency