Bioökonomie International 2022: ALBATROS - Mikrobielle, genetische und metabolische Anpassung verschiedener Weizensorten an Trockenheit

Die anhaltende globale Erwärmung führt weltweit zu häufigen Dürreperioden. Die Folgen sind erhebliche Ertragseinbußen bei Getreide, insbesondere bei Weizen bis zu 50%. Daher ist die Entwicklung eines nachhaltigen Weizenanbausystems auf dürregefährdeten Böden dringend erforderlich, um künftige Begrenzung der weltweiten Nahrungsmittelversorgung sicherzustellen. In diesem Projekt wird sich ein multidisziplinäres australisch-deutsches Team dieser Herausforderung stellen und untersuchen, wie verschiedene Weizengenotypen, die unter unterschiedlichen Umweltbedingungen auf der ganzen Welt angebaut werden, die Funktion der zugehörigen mikrobiellen Wurzelgemeinschaft unter Trockenstress kontrollieren. Diese Genotypen wurden am IPK durch "Genotyping by Sequencing" vom Projektpartner Prof. Börner charakterisiert. Sie werden unter normalen- und Trockenheitsbedingungen auf eine Vielzahl phänotypischer Parameter wie Pflanzengröße, Anzahl der Pollenstiele, Korngewicht, Frisch- und Trockengewicht und Korneigenschaften untersucht. Um die Mechanismen besser zu verstehen, durch die Weizenpflanzen ihre Wurzelmikrobiota formen, führen wir eine GWAS-Analyse der ausgewählten Weizengenotypen in Verbindung mit 16S rRNA-Amplikon-Sequenzierung durch, um Rhizosphären-assoziierte Bakterien zu identifizieren, die unter normalen und Trockenheitsbedingungen eine vererbbare Assoziation mit Weizengenotypen aufweisen. Metabolitanalysen werden unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, um die Rhizosphärenbakterien-assoziierten Verbindungen zu identifizieren. Auf dieser Grundlage werden wir die additive genetische Varianz des Wirts und des Bodenmikrobioms und die metabolische Anpassung der Pflanzenphänotypen untersuchen. Darüber hinaus werden wir die genetischen Varianten und die mikrobiellen und metabolischen Marker im Boden identifizieren, die signifikant mit den Pflanzenphänotypen verbunden sind Verständnis der molekularen und metabolischen Wirtsmechanismen bei und erleichtern Züchtungsbemühungen.