Projektbeschreibung
Langlebigkeit bei mehrjährigen Getreidepflanzen heranzüchten
Die gegenwärtigen Versuche, mehrjährige Getreidearten zu züchten, werden durch Hybridisierungsbarrieren zwischen einjährigen Pflanzen und wilden mehrjährigen Verwandten sowie den Kompromiss zwischen Langlebigkeit und Saatgutertrag behindert. Das EU-finanzierte Projekt PERLIFE wird sich dieser Herausforderung stellen, indem es mehrjährige Merkmale in einjährige Pflanzen überträgt. Modellsystem ist die Gerste. Das Forschungsteam wird anhand von Hochdurchsatz-Genomsequenzierung genetische Varianten identifizieren und mittels Genomeditierungstechnologie Crispr/CAS9 den gezielten den Gentransfer zwischen den Arten steuern. Mit zwischenartlichen Kreuzungen werden die Beziehungen zwischen Langlebigkeit und Samenertrag enträtselt sowie damit verbundene kodierende und regulatorische Variationen identifiziert werden. Die Ergebnisse werden Grundlage für Versuchsentwürfe sein und Strategien zur Veränderung der Langlebigkeit von Gerste ergeben, die in Umweltsimulationskammern erprobt werden sollen, um den erfolgreichsten technischen Ansatz für die Erzeugung mehrjähriger Getreide auszuwählen.
Ziel
Today, annual crops account for more than 85% of the worldwide calorie consumption. Annual crops are sown and harvested within one growing season and therefore require annual tillage, and application of herbicides and fertilizers that cause land and water degradation. In contrast, perennial crops grow over many seasons, require low agricultural input and thereby hold great potential for sustainable production systems and climate change adaptation. However, current efforts to breed perennial cereals are hindered by hybridization barriers between annual crops and wild perennial relatives and the trade-off between longevity and seed yield.
PERLIFE pioneers the knowledge-based engineering of perennial traits in annual crops using the important annual crop barley as study system. This project will thus open entirely novel avenues for breeding perennial crops. PERLIFE capitalizes on 1) recent technical advances in high-throughput genome sequencing for the identification of genetic variants and 2) the novel genome-editing technology Crispr/CAS9 for the targeted transfer of genes between species. PERLIFE will isolate genetic variants promoting perennial growth using comparative genomics in annual and perennial wild relatives of barley. In interspecific crosses, we will dissect the interrelationship of longevity and seed yield and identify linked coding and regulatory variation. Based on this information, we will design and implement strategies for the targeted modification of longevity in barley using transgenic approaches and genome editing. The engineered genotypes will be trialled in environmental simulation chambers for longevity, stable seed yield and stress resistance to select the most successful engineering strategy. This ground-breaking work will provide a highly efficient approach for the generation of perennial cereals and will thus have a profound impact on sustainable food production in the face of climate change and a growing human population.
Wissenschaftliches Gebiet
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturesustainable agriculture
- medical and health sciencesmedical biotechnologygenetic engineeringgene therapy
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsgenomes
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculturegrains and oilseedscereals
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
40225 Dusseldorf
Deutschland