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Drought-tolerant yielding plants

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Dürre-tolerante Kulturen bereit für den Klimawandel

Ein internationales Forschungsprojekt hat genetische Daten im Zusammenhang mit Umweltbelastungen von Kulturpflanzen gesammelt, um Züchtern bei der Entwicklung stärkerer Sorten zu helfen.

Klimawandel und Umwelt
Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Klimaszenarien prognostizieren, dass Kulturen in den kommenden Jahren aufgrund von Trockenheit und hohen Temperaturen einem höheren Risiko ausgesetzt sein werden. Es besteht ein dringender Bedarf an neuen Sorten und Strategien, um diese Bedrohung für die globale Ernährungssicherheit zu mildern. Das von der EU finanzierte Projekt DROPS (Drought-tolerant yielding plants) hat neue Ansätze entwickelt, um die Wasserverbrauchseffizienz zu verbessern und die Erträge bei Pflanzen zu verbessern, die Dürrebedingungen ausgesetzt sind. Forscher modellierten die Pflanzenleistung in einer Reihe von Umweltszenarien auf der Basis von aktuellen und zukünftigen Klimazuständen. Die Projektpartner verwendeten Mais, Hartweizen und Weichweizen, um vier Merkmale zu untersuchen: Samenabortrate, Erhalt des vegetativen Wachstums , Wurzelsystemarchitektur und Transpirationseffizienz. Die natürliche Variation der vier Merkmale wurde erforscht, um die Regionen im Genom festzustellen, welches diese unter verschiedenen Dürrebedingungen und Temperaturen steuert. Die Relevanz der beteiligten "Genversionen" (Allele) wird in Hunderten von Klimaszenarien über Pflanzenmodellierung getestet. Dies ermöglicht die Identifizierung der Kombination von Allelen mit besseren Erträgen und Wassernutzungseffizienz in verschiedenen Regionen Europas, in aktuellen und zukünftigen Klimaszenarien. Simulationen, die auf der Hypothese einer Anpassung des Getreidezyklus an den Klimawandel basierten, ergaben das unerwartete Ergebnis, dass der Klimawandel bei guter Bewässerung nur einen begrenzten Einfluss auf den Ertrag haben wird. Aktuelle Simulationen zu den Auswirkungen des Klimawandels unter der Hypothese, dass Landwirte dem erhöhten Risiko von Hitze und Wasserbelastungen durch die Auswahl angepasster Genotypen entgegenwirken werden, legen nahe, dass diese zweite Anpassungsquelle auch zu einem geringeren Einfluss des Klimawandels beiträgt. Schließlich sorgte ein dediziertes Informationssystem für einen sicheren Zugriff auf das gesamte DROPS-Dataset. Es umfasste eine zentrale Datenbank für phänotypische Daten, die in Feldversuchen und Web-Services gesammelt wurden, die Datenbanken für genotypische, "omische" und phänotypische Daten, die in Plattformen gesammelt wurden, verbinden. Das Informationssystem umfasste Instrumente für die Beurteilung der Gültigkeit von phänotypischen Messungen und deren Beeinflussung mit Umgebungsvariablen. Dies ermöglichte eine gemeinsame Analyse der phänotypischen Daten (Feld und Plattformen) zusammen mit Umweltbedingungen und genotypischen Daten für die genetische Analyse. Diese Arbeit liefert Wissenschaftlern und Pflanzenzüchtern bessere Kenntnisse und Werkzeuge, um die Wassernutzungseffizienz von Kulturpflanzen zu erhöhen. Es wird zu Ernteverbesserungsstrategien durch die Entwicklung von Sorten beitragen, die besser in der Lage sind, ungünstigen klimatischen Szenarien zu widerstehen.

Schlüsselbegriffe

Umweltbelastung, Sorten, DROPS, Dürre-tolerant, Genom, Phänotyp, Pflanzenzüchter

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