Nachhaltigere Pinienwälder sind auf dem Weg

Die hochmoderne Genomforschung zu verschiedenen Arten von europäischen Nadelbäumen hat zu wertvollen Daten zu der Frage geführt, wie die Wälder am besten zu bewahren sind, wobei sowohl die wirtschaftliche Produktivität als auch der Klimawandel berücksichtigt werden.

Klimawandel und Umwelt

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Koniferen, die Baumgattung, zu der Kiefer, Fichte und Tanne gehören, spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Regulierung der Walddynamik und des Klimas in Europa. Sie haben einen großen Einfluss auf die Gesundheit der Ökosysteme und rühmen sich einer großen wirtschaftlichen Bedeutung dank ihrer Holz-und Nicht-Holz-Produkte. Das von der EU finanzierte Projekt PROCOGEN (Promoting a functional and comparative understanding of the conifer genome - implementing applied aspects for more productive and adapted forests) führte Genomforschung bei Nadelbäumen durch, um die Zucht und Forstwirtschaft voranzubringen. Um ihre Ziele zu erreichen, brachte das Projekt Forscher, Akademiker und Branchenvertreter aus Europa und Nordamerika in einem multidisziplinären Team zusammen. Es arbeitete an Genom-Organisation, Konifer-Genotypisierung und Identifizierung von Genen, die wichtige Merkmale in Bezug auf Wachstum und Anpassung an Umweltveränderungen sowie ökologische und ökonomische Vorteile regieren. Die neuesten genomischen Instrumente und Tests wurden an dem erhaltenen genetischen Material angewendet, wobei der Schwerpunkt auf vier europäischen Arten lag: Seekiefer, Schottische Kiefer, Norwegische Fichte und Sitka-Fichte. Zukunftsweisende Entwicklungen wurden in verschiedenen Bereichen der Grundlagenforschung erreicht, wie etwa bei der Strukturgenomik großer und komplexer Pflanzengenome, die neue Referenzkieferngenome bereitstellt, bei der Genomvariabilität auf der Basis der SNP-Entdeckung (Single Nucleotide Polymorphism) und bei einem umfangreichen Katalog von Genen, die an adaptiven und produktive Antworten beteiligt sind. Die funktionelle Analyse lieferte nicht nur Informationen über die genetische Kontrolle von adaptiven und produktiven Merkmalen, sondern auch Informationen über die potentielle Rolle epigenetischer Mechanismen bei der molekularen Kontrolle der phänotypischen Plastizität, die ein wichtiges Thema bei der Steigerung der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel ist. Vergleichende Analyse erlaubte das Studium der Makro- und Mikro-Synteny von Nadelbaumarten auf verschiedenen Niveaus. Die daraus resultierenden Informationen beeinflussen nicht nur das Wissen um ihre Evolution, beim Vergleich mit Angiospermen, sondern beschleunigen auch den Einsatz von Genomwerkzeugen bei anderen Nadelbaumarten. Auswirkungen auf Translationsgenomik, die auf multiple Ziel-Züchtungsmodellierung und Fallstudien beruht, sind entscheidend für die Auswahl grundlegender Ergebnisse, die in der molekulargestützten Zucht- und Nadelbaumbewirtschaftung Anwendung finden. Vorzucht-Werkzeuge (Genotypisierungs-Arrays für die Stammbaum-Rekonstruktion), Exom-Capture und GBS-Ansätze (Genotyping By Sequencing) für die Hochdurchsatz-SNP-Genotypisierung wurden genutzt, um die genomische Diversität im natürlichen Bereich der Spezies zu beurteilen und Kernsammlungen neu zu definieren. Die Auswirkungen auf die Bioinformatik sind vor allem mit neuen Entwicklungen verbunden, die zur Analyse derart großer und komplexer Genome erforderlich sind. Einige andere Schlüsselaktivitäten umfassten die Überprüfung bestehender Methoden und die Bewertung von Schlüsselpopulationsparametern, die Machbarkeitsstudien zur genomischen Selektion für Modell-Nadelbaumarten in Europa oder die Entwicklung von Simulationswerkzeugen und deren Anwendung auf eine Reihe von typologischen Zuchtszenarien. Die Daten werden der Wissenschaft und der Öffentlichkeit durch benutzerfreundliche und hochintegrierte Umgebungen bereitgestellt. Nachdem die Forschung abgeschlossen war, veröffentlichte das Projektteam die Ergebnisse und ebnete den Weg zu zukünftigen Forschungsgebieten. Sie entwickelte Strategien zur Verbesserung der Waldproduktivität und zur Anpassung an den Klimawandel, was zu einem nachhaltigeren Paradigma für die europäischen Wälder beiträgt. Diese Forschung kann für Wälder innerhalb der Grenzen der EU und darüber hinaus nützlich sein (z.B. Russland, Neuseeland, Japan und Amerika), um Nachhaltigkeit und Klimawandel weltweit voranzutreiben.

Schlüsselbegriffe

Kiefer, Nadelbaum, PROCOGEN, Genom, Waldbewirtschaftung, Genomik

Promoting a functional and comparative understanding of the conifer genome- implementing applied aspects for more productive and adapted forests

Nachhaltigere Pinienwälder sind auf dem Weg

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