Projektbeschreibung
Anbau dürreresistenter Gerstensorten
Gerste ist eine von Natur aus widerstandsfähige Kulturpflanze. Im Vergleich zu anderen Getreidearten ist sie ein hervorragendes Modell für das Verständnis der landwirtschaftlichen Reaktionen auf den Klimawandel. In diesem Zusammenhang wird das EU-finanzierte Projekt BarleyMicroBreed tief in das Wurzelsystem der Gerste eindringen. Es wird auf dem Grundgedanken aufbauen, dass die Optimierung der Fähigkeit von Pflanzenwurzeln, mit der vorhandenen Bodenmikrobiota zu interagieren, die Effizienz der Ressourcennutzung und die Stressresistenz von Pflanzen verbessert. Das Projekt wird das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem Genom der Nutzpflanze, den phänotypischen Merkmalen der Wurzeln und der mit den Wurzeln assoziierten Mikrobiota verbessern, um innovative Züchtungsmethoden zu identifizieren, die zu an Trockenheit angepassten Gerstensorten führen werden. Ein Teil der Projektarbeit wird die Untersuchung der Reaktion von 600 Gerstensorten auf Trockenheit in Österreich, dem Libanon und Marokko sein.
Ziel
BarleyMicroBreed builds on the paradigm that crop resource efficiency and stress resilience can be significantly improved by optimizing the capacity of plant roots to efficiently interact with the existing soil microbiota. We therefore propose to advance our mechanistic understanding of interactions between the crop plant genome, root phenotypic traits, and the root-associated microbiota to identify novel breeding strategies for crops tailored to harness the benefits of the indigenous soil microbial diversity.
A holo-omics analysis of functionally annotated barley genomes together with a catalogue of root microbiota assemblages and phenotypic data including drought responses of 600 barley varieties determined in field trials in Austria, Lebanon and Morocco, will enable the identification of barley genome components, microbiota members and root traits important for drought resilience. Barley genome regions putatively important for microbiota assembly and drought resistance will be validated by gene knock-outs and causative effects will be explored using a combination of metabolomics, metagenomics and root phenotyping in pot and rhizobox experiments.
To improve root phenotyping, we will develop tools including core break imaging systems, software developments for gap filling in rhizobox phenotyping, and models to infer seedling to mature root system architecture.
Finally, with the knowledge of the genetic regulation of phenotypic root plasticity of barley lines we will implement strategies to create drought adaptive barley varieties with improved root systems and microbiomes. A selection of lines based on drought responses, microbiome assembly and root systems will be backcrossed into elite European lines and tested in field trials.
We argue that breeding for crops tailored to harness the benefits of the indigenous soil microbial diversity rather than inoculating crops with plant-beneficial microorganisms will be a much more feasible and long-lasting strategy.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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