Zirkadiane Uhr und Anpassung an abiotischen Stress in Gerste

• Antragstellerin: Professorin Dr. Maria von Korff Schmising
• Mitantragstellerinnen / Mitantragsteller: Professorin Dr. Rachel Green; Professor Dr. Marwan Haddad
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206837439

Abiotischer Stress ist das grösste Problem für die Landwirtschaft im Nahen Osten. Deshalb ist die Züchtung Stress toleranter Getreidesorten eine wichtige Voraussetzung, um die Nahrunsmittelproduktion aufrechtzuerhalten. Neue Studien in Arabidopsis haben gezeigt, dass die zirkadiane Uhr ein wichtiger Mechanismus ist, der die Stressanpassung in Pflanzen durch Kontrolle von physiologischen und metabolischen Stoffwechselwege reguliert. Die Bedeutung der zirkadianen Uhr für die Anpassung und das Ertragspotential von Getreide wurde jedoch kaum untersucht. Dieser trilaterale Antrag hat zum Ziel, a) die Bedeutung der zirkadiane Uhr für die Anpassung von Gerste an verschiedenen Umwelten zu untersuchen, und b) die Wechselbeziehung zwischen zirkadianer Uhr, Kohlenstoff-Metabolismus und abiotischem Stress zu definieren. In der ersten Phase des Projektes haben wir erfolgreich ein System zur Hochdurchsatzmessung von natürlicher Variation in der zirkadianen Uhr mittels Fluoreszenz etabliert und Uhrmutanten detektiert. In der zweiten Phase des Projektes möchten wir nun diese Uhrvarianten nutzen, um a) den Effekt der Uhr auf agronomische und physiologische Leistung der Gerste im Feld und unter kontrollierten Bedingungen zu testen und b) die Plastizität der zirkadianen Uhr in Antwort auf verschiedene Umweltfaktoren zu charakterisieren. Außerdem schlagen wir vor, zirkadianen Variation der Genexpression und des Zuckerhaushalts zu charakterisieren, um zu verstehen, wie die Uhr Wachstum und Ertrag in Gerste reguliert. Genetische und Umwelt-abhängige Variation in der Genexpression und Kohlenstoff-Metabolismus soll in einem Netzwerk integriert werden, um zu verstehen, welche Beschaffenheit der zirkadianen Uhr die Anpassung an abiotischen Stress unter kontrollierten Bedingungen und im Feld ermöglicht. Neue Gene/Allele und genetische Ressourcen können genutzt werden für die Marker gestützte Selektion und Züchtung von Gerste für die trockenen Mediterranen Umwelten des Nahen Ostens und für die Präzisionszüchtung von Gerste und Anpassung an den Klimawandel in gemäßigten Gebieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Israel, Palästina
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Seth J. Davis; Professor Dr. Andreas P.M. Weber