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FP7

IMPACT Ergebnis in Kürze

Project ID: 921672
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Indien

Verbesserte Phosphataufnahme für Kulturpflanzen 

Phosphormangel senkt die Ernteerträge um bis zu 40% der weltweiten Ackerfläche, Europa macht dabei keine Ausnahme. Eine EU-finanzierte Initiative untersucht, wie Nutzpflanzen ihre Verwendung von Phosphaten verbessern können. 
Verbesserte Phosphataufnahme für Kulturpflanzen 
Phosphor ist ein wesentliches Element für das Pflanzenwachstum und ist an einer Vielzahl von Funktionen beteiligt. Eine niedrige Verfügbarkeit von anorganischem Phosphor (Pi) ist ein wesentliches Hemmnis bei vielen landwirtschaftlichen Systemen auf der ganzen Welt mit niedrigem Eintrag. Daher verfolgte das EU-geförderte Projekt IMPACT (Improved millets for phosphate acquisition and transport) das Ziel, die Phosphatnutzungseffizienz der Kolbenhirse (Setaria italica), einer wichtigen Nutzpflanze, zu erhöhen.

Mehrere Familien von Membrantransportproteinen, als PHT1 bekannt, sind an der Aufnahme von Pi aus dem Boden und seine Verteilung in der Pflanze beteiligt. IMPACT charakterisierte die PHT1 von S. italica, um zu entdecken, ob das Expressionsniveau oder die Affinität für das Substrat ein wirksamer Ansatz zur Erhöhung des Phosphatnutzungseffizienz ist.

Insgesamt wurden 54 verschiedene Genotypen von S. italica auf einem nährstofffreien inerten Medium (Perlit) gezüchtet und mit einer Lösung gefüttert, die entweder niedrige oder hohe Niveaus von Pi enthält. Für beide Pi-Gehalte wurden umfangreiche Phänotypisierungen von Sämlingen durchgeführt. Der Genotyp zeigte eine gute phänotypische Variation bei niedrigen und hohen Niveaus, wobei Genotyp 1851 die beste Antwort auf niedrigen Pi-Wert zeigte.

Die Samenerträge der verschiedenen Sorten von S. italica wurden auch analysierte, indem man sie in natürlichen Böden mit niedrigem und hohem Pi wachsen ließ. Eine Reihe von Pflanzeneigenschaften wurde ebenfalls analysiert und Genotyp 663 ergab die beste Antwort auf niedrigen Pi-Wert im Boden. Genotyp 1851, der die besten Ergebnisse bei Treibhausversuchen erbrachte, hat auch unter Feldbedingungen eine gute Leistung gezeigt.

Die Forscher verwendeten 26 einfache Marker für Sequenzwiederholung der Kolbenhirse, um den genetischen Polymorphismus zu finden und den Marker zu entdecken, der mit Phosphatnutzungseffizienz unter diesen Genotypen assoziiert ist. Der Marker SIGMS4692 war der wichtigste in S. italica, der mit Merkmalen für eine niedrige Pi-Toleranz assoziiert ist.

Kolbenhirse wurde auch mit Familienmitgliedern des Wildtyps PHT1 und ausgewählten Mutanten transformiert und auf die Leistung bei verschiedenen Phosphorsystemen getestet. Die Transporter SiPHT1; 2 und SiPHT1; 7 zeigten ein höheres Wachstum, das in der Nähe des Wachstums liegt, das bei einer positiven Kontrolle von PHO84 unter niedrigem Pi erzielt wird.

Die molekularen Studien von IMPACT werden dazu beitragen, die Phosphatnutzungseffizienz in S. italica und die Ausbeute in anderen Kulturen zu verbessern, um dadurch eine nachhaltige Landwirtschaft mit einem reduzierten Angebot an synthetischen Phosphatdünger zu ermöglichen.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Phosphat, Getreide, anorganische Phosphor, Kolbenhirse, Setaria italica, PHT1
Datensatznummer: 181073 / Zuletzt geändert am: 2016-04-21
Bereich: Umwelt
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