SusCrop Call 1: WheatSustain – Wissensbasierte genomische Vorherhersagen der Zuchtwerte für Krankheitsresistenz in Weizen

Die Verfügbarkeit von Technologien, die Weizenzuchtlinien mit relativ geringen Kosten hochauflösend genotypisch charakterisieren, ermöglicht einen Paradigmen-Wechsel hin zur genomischen Vorhersage der Leistung und darauf basierender Selektion des Zuchtmaterials. Dadurch können Teile der kostspieligen Feldversuche ersetzt, die Selektion intensiviert und der gesamte Zuchtprozess beschleunigt werden. Die Einführung der genomischen Selektion in der Tierzüchtung zeigt, dass sich der Selektionsgewinn dadurch verdoppelt bis verdreifacht. Dieses Potenzial muss auch für die Pflanzenzüchtung erschlossen werden. Die genomische Selektion wird im Hinblick auf die sehr wichtigen Resistenzen gegen Gelbrost und Ährenfusarium des Weizens beispielhaft untersucht. Die Resistenz gegen Gelbrost stellt das Modell für eine Resistenz dar, die wesentlich durch Hauptgene geprägt ist. Dagegen ist die Resistenz gegen Ährenfusarium durch mehrere Gene bestimmt. Übliche Anwendungsroutinen nutzen eine Vielzahl genomweit verteilter molekularer Marker, um die genomischen Zuchtwerte für die Selektionsentscheidung zu schätzen. Für komplexe Eigenschaften wird aber oft nur eine geringe Vorhersagegenauigkeit erreicht. Die grundlegende Idee des Projektes ist, die genomische Vorhersage durch relevantes biologisches Wissen zu verbessern. Insbesondere sollen Genorte, die assoziiert mit den Resistenzeigenschaften vorliegen, genutzt werden, um die genomischen Selektionsmodelle zu verbessern. Ergänzend sollen für die Gelbrostresistenz neue Markersignaturen entwickelt werden, die im Zuchtmaterial diagnostisch sind. Weitere Modelle, die phänotypische Eigenschaften wie die Halmlänge und/oder den Blühzeitpunkt berücksichtigen, sollen geprüft werden. Die verschiedenen Modelle zur genomischen Selektion werden mit Hilfe von Simulationen verglichen und stetig verbessert. Eine zweijährige Validierungsphase prüft die erarbeiteten Strategien direkt an Linien aus den aktuellen Zuchtprogrammen der beteiligten Unternehmen.