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Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen

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Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz

Inhalt: Evaluierung pflanzengenetischer Ressourcen

Alte und moderne Kulturpflanzen (Sorten, Landrassen) sowie verwandte Wildpflanzen sind wertvolle genetische Ressourcen, die eine besondere Widerstandsfähigkeit gegen einzelne Schaderreger oder abiotischen Stress in sich tragen können. Daher evaluieren wir unter anderem nationale und internationale Kollektionen auf ihre Resistenz- und Toleranzeigenschaften. Unser Fokus liegt hierbei auf Weizen, Gerste und Raps. Zudem untersuchen wir derzeit auch Ackerbohne, Lupine, Sonnenblume und Sorghum.

Entwicklung und Nutzung von Phänotypisierungsmethoden

Um das Potential der genetischen Ressourcen bewerten zu können, entwickeln wir Methoden, mit denen die pflanzliche Reaktion gegenüber biotischen (z. B. Pilze, Viren und Insekten) und abiotischen Stressfaktoren (z. B. Trockenheit oder Extremtemperaturen) erfasst und bewertet werden können. Dazu zählen beispielsweise:

  • die Optimierung von Inokulationsmethoden und Wachstumsbedingungen für Schaderreger,
  • die Nutzung einer robotergestützten Phänotypierungsplattform zur Bestimmung der Intensität des Pilzbefalls bei Getreide,
  • die Anpassung eines Videotrackingsystems, mit dem das Saugverhalten virenübertragender Insekten für verschiedene Kulturarten bestimmt werden kann,
  • der Einsatz des Plantarrays, mit welchem hochauflösende Transpirationsprofile erstellt werden können,
  • die Simulation einer Umwelt mit erhöhter CO2-Konzentration.

Evaluierung pflanzengenetischer Ressourcen auf Resistenz und Toleranzeigenschaften sowie Nährstoffeffizienz

Wir evaluieren z.B. die Resistenz gegenüber verschiedenen phytopathogenen Pilzen bei Weizen (u.a. Braunrost, Fusarium und Septoria-Blattdürre) und bei Gerste (u.a. Zwergrost, Netzflecken, Mehltau). Im Bereich der Viren und tierischen Schädlingen werden bedeutende Virosen (z.B. Weizenmosaikvirus, Weizenverzwergungsvirus, Gelbverzwergungsviren) und deren tierische Überträger (Vektoren), wie Blattläuse und Zikaden und weitere Schaderreger an Weizen, Gerste, Lupine und Raps untersucht. Bei den Krankheiten, die durch Bakterien ausgelöst werden, konzentrieren wir uns auf den Feuerbrand bei Kernobst und die Blattfleckenkrankheit der Erdbeere.

Die Effizienz, mit der Kulturpflanzen Wasser und Nährstoffe nutzen, entscheidet darüber, wie produktiv und nachhaltig unsere Landwirtschaft ist. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund des Klimawandels und den damit einhergehenden Veränderungen bei Temperatur und Niederschlag. Daher untersuchen wir Genotypen mit unterschiedlicher geographischer Herkunft auf ihr Verhalten bei Nährstoffmangel, Hitze-, Trocken- und Kältestress. Hier untersuchen wir insbesondere Weizen, Gerste und Raps. Dabei werden neben morphologischen und physiologischen Eigenschaften auch die Auswirkungen auf Ertrag- und Qualität analysiert.