Forschung

Roggen ist in Europa ein traditionelles Brotgetreide, die Anbauflächen in Europa in den letzten Jahrzehnten allerdings kontinuierlich gesunken. Das Ziel von RYE-SUS ist eine nachhaltige Steigerung und Sicherung der Roggenproduktion ohne Erhöhung des Wasser- und Düngemitteleinsatzes. RYE-SUS wird neuartige Gibberellin-sensitive Halbzwerg-Roggen mit optimiertem Ernteindex, hohem Ertragspotential, verbesserter Standfestigkeit, verbesserter Dürretoleranz und geringer Anfälligkeit für Mutterkorn entwickeln. Im Detail wird die Wettbewerbsfähigkeit von Roggen verbessert durch: (i) die Nutzung der Hybridzüchtung und der Ausnutzung der Heterosis im Hinblick auf eine Vielzahl von Merkmalen. Im Rahmen von RYE-SUS werden neuartige, vollständige Roggen-Experimentalhybride hergestellt; (ii) die Steigerung der zielspezifischen Selektionseffizienz und Beschleunigung der Züchtungsprozesse durch genombasierte Präzisionszucht durch Verwendung eines kürzlich entwickelten 20k SNP-Array für Weizen, Roggen und Triticale. Auf Grundlage der SNP-Daten wird die Populationsstruktur sowie die genetische Beziehung im Untersuchungsmaterial beschrieben; (iii) die Verbesserung der Standfestigkeit, Frost- und Dürretoleranz sowie der Nährstoffeffizienz durch Einkreuzung des Kurzstrohgenes Ddw1. Dadurch wird nicht nur die Wuchshöhe verringert und die Standfestigkeit verbessert, sondern auch die Assimilatumlagerung ins Korn, die Dürretoleranz und die Nährstoffeffizienz erhöht; (iv) die Reduktion toxischer Mutterkornalkaloide im Erntegut durch eine ausreichend hohe Pollenproduktion in den RYE-SUS Experimentalhybriden durch markergestützte Introgression der Restorergene Rfp1, Rfp2 und Rfp4. Dadurch soll eine vollständige Restauration der Pollenfertilität erzielt werden und somit die Anfälligkeit gegen Mutterkorn minimiert werden; (v) die Nutzung natürlicher Genetik und die Entwicklung neuer molekularer Technologien mittels genomweiter Genotypisierung und intensiver Phänotypisierung; und (vi) die Entwicklung eines Wachstumsmodells für Roggen welches eine nachhaltige und optimierte Kulturführung von Roggen ermöglichen wird. Die Forschung in RYE-SUS nutzt die Hybridzüchtung für die Entwicklung von neuartigen Genotypen. Die gewonnenen Erkenntnisse bzw. die Halbzwerg-Genetik dienen jedoch auch für die genetische Verbesserung von offen abblühenden Populationsroggen.

ECOBREED wird die Verfügbarkeit von Saatgut und Sorten für die biologische Landwirtschaft verbessern. Die Arbeiten werden sich auf vier Kulturarten welche eine bedeutende Rolle in der biologischen Landwirtschaft darstellen erfolgen: Weizen (Weich- und Hartweizen), Kartoffel, Sojabohne und Buchweizen. Das Projekt wird (a) Methoden, Strategien und Infrastruktur für eine biologische Pflanzenzüchtung erarbeiten, (b) Sorten bzw. Zuchtmaterial mit verbesserter Stressresistenz, Ressourcennutzungseffizienz und Qualität herstellen, (c) Methoden zur Herstellung von hochqualitativen Biosaatgut entwickeln. Die Ziele sind: • die Verfügbarkeit von Biosaatgut und -sorten zu heben • Merkmale zu identifizieren die besonders wichtig für Biosorten sind wie z.B. Nährstoffeffizienz, Unkrautunterdrückung, Allelopathie. • die Identifizierung von genotypischer und phänotypischer Variabilität in morphologischen Merkmalen, abiotischen/biotischen Toleranzeigenschaften und Qualitätseigenschaften die besonders für Biosorten von Bedeutung sind • Evaluierung von Merkmalen für eine erhöhte Unkrautunterdrückung • Optimierung der biologischen Saatgutproduktion durch verbesserte Agonomie bzw. Saatgutbehandlungen • Entwicklung einer partizipativen biologischen Pflanzenzüchtung • Entwicklung von verbesserten Bio-Zuchtlinien bzgl. Ernährungsqualität, Agronomie und Streßtoleranzen • Etablierung von Trainingsprogrammen im Bereich genomische Pflanzenzüchtung, partizipative Pflanzenzüchtung und Phänotypisierung

Weltweit wird die Gerste (Hordeum vulgare) fast ausschließlich als Korn genutzt, entweder zur Erzeugung von Malz oder zur Verfütterung an Nutztiere. Die Nutzung als Futterpflanze durch Beweidung oder Herstellung von Heu ist nur vereinzelt von Bedeutung. In beiden Fällen muss die Nutzung vor dem Ährenschwellen bzw. Ährenschieben erfolgen. Danach ist die Nutzung als Futterpflanze aufgrund der langen, meist mit feinen Widerhäkchen versehenen Grannen unmöglich: Bei Verzehr führen die Grannen zu Verletzungen und in weiterer Folge zu Entzündungen im Maulbereich der Tiere. An der Abteilung Pflanzenzüchtung des Departments für Nutzpflanzenwissenschaften der BOKU wird die derzeit verfügbare genetische Diversität von Gerste im Hinblick auf ihre Nutzung als Futterpflanze untersucht. Durch künstlich induzierte Mutationen (z.B. durch Röntgenstrahlen oder Neutronenstrahlen) wurde bei Gerste im Laufe des 20. Jahrhunderts die genetische Variabilität erheblich erweitert. Obwohl gut dokumentiert, wurden die wenigsten dieser Mutationen bisher genutzt. Für die Nutzung als Futterpflanze wie z.B. der Ganzpflanzensilage im Stadium der Milchreife sind einige dieser Mutanten jedoch höchst interessant.