AlternApp: Untersuchungen zu den genetischen Mechanismen, welche zu einem alternierenden Ertrag beim Apfel (Malus x domestica) führen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Magda-Viola Hanke; Professor Dr. Jens-Norbert Wünsche (†)
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258704035

Die Förderung einer umweltfreundlichen und ökonomisch konkurrenzfähigen Obstproduktion in Europa ist besonders im Hinblick auf die globale Klimaerwärmung eine besondere Herausforderung, da diese neben anderen Problemen in zunehmendem Maße auch zum stärkeren alternieren der Erträge führen wird. Jahre mit übermäßig starken Erträgen führen in der Folge zu solchen mit geringerem oder keinem Ertrag, was man derzeit versucht, mithilfe einer manuellen, chemischen oder mechanischen Blütenausdünnung zu verhindern. Die öffentliche Meinung sowie die existierende Gesetzeslage fordern jedoch die Reduktion von Agrochemikalien und Produktionskosten im Hinblick auf die Verbesserung der Nachhaltigkeit. Die Obstproduktion hat vor allem mit zwei klimatischen Bedrohungen zu kämpfen. Zunehmende Frostschäden im Frühjahr zerstören die Blüten, reduzieren somit den Ertrag und verstärken die Alternanz. Gleichzeitig führen höhere Temperaturen und Trockenheit im Sommer zu einer Störung der Blüteninduktion für das darauffolgende Jahr. Die Züchtung von Sorten, welche weniger zum alternieren neigen, könnte eine Lösung des Problems schaffen. Dafür sollen in Alternap neue Möglichkeiten und Wege zur genetischen und umweltbedingten Kontrolle der Blüteninduktion untersucht werden. In Apfelbäumen ist die Zeit, in der die Meristeme die Kompetenz erlangen Blüten zu bilden das kritischste Stadium im Hinblick auf die Intensität der Alternanz für das nächste Jahr. Die Existenz eines genetischen Mechanismus, welcher lange Zeit vermutet wurde, wurde kürzlich an einer segregierenden Population nachgewiesen. Erste Kandidatengene wurden identifiziert, welche die Annahme, dass die Blüteninduktion einer hormonellen Kontrolle in sich entwickelnden Früchten unterliegt, unterstützen. Demgegenüber könnte die Konkurrenz um Nahrungsmittel zwischen vegetativem und generativem Wachstum auch eine denkbare Ursache sein. Diese beiden möglichen Ursachen sollen mithilfe genetischer und genomischer Verfahren untersucht werden. In zwei segregierenden Populationen sollen Loci für regelmäßiges Blühen mithilfe neuer statistischer Algorithmen kartiert werden. Das Transkriptom von Sorten, welche sich in ihrer Neigung zum alternieren genetisch unterscheiden und welche durch künstliche Blütenausdünnung in ihrer Blühstärke beeinflusst werden, soll mithilfe neuer RNA Sequenzierungsverfahren untersucht werden, um Kandidatengene oder allelische Varianten interessierender Gene zu identifizieren. Das Gewebe von Apikalmeristemen wird von Kurztrieben gesammelt, welche mikroklimatisch, morphologisch und physiologisch charakterisiert sind. Anschließend sollen Unterschiede in den Transkriptomdaten mit der Heterogenität von Meristemen im Hinblick auf die Blütenbildung korreliert werden. Die im Rahmen von AlternApp zu erwartenden Ergebnisse, gewähren einen neuen Einblick in die genetische Regulation des Phänomens der Alternanz. Mithilfe dieser Ergebnisse werden neue Wege künftige Züchtungsansätze möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Personen: Dr. Evelyne Costes; Dr. Jerome Ngao