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Stärkung und Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von C4-Pflanzen gegen gegenwärtige und zukünftige Probleme des Klimawandels (C4FUTURE)
Projekt
Förderkennzeichen: DFG-459445877
Laufzeit: 01.01.2021
- 31.12.2023
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Die rapide Zunahme der Weltbevölkerung und die industrielle Entwicklung führen zu einer erhöhten CO2 Konzentration in der Atmosphäre. Die aktuellen Szenarien des Klimawandels sagen wärmere und trockenere Umgebungen voraus, und Nutzpflanzen mit einem C4-Fotosyntheseweg werden gegenüber C3-Kulturen begünstigt. Daher wird die Welt zukünftig stark von C4-Kulturen abhängig sein. Während nur etwa 3% aller Pflanzenarten C4-Pflanzen sind, machen diese fast ein Viertel der jährlichen Netto-Primärproduktion aus und sind damit ökologisch von zentraler Bedeutung. Im Projekt C4FUTURE werden zwei wichtige C4-Getreidekulturen untersucht: Mais (Zea mays) und Sorghum (Sorghum bicolor). Mais kann zu einer Vielzahl von Lebensmitteln, Futtermittel und in Industrieprodukte verarbeitet werden. Sorghum dagegen ist sehr attraktiv für potenziellen Einsatz bei Tierfutter, zur Herstellung von Bioenergie und weitern gesundheitsfördernde (antioxidantienreiche) Lebensmittel. Dies macht Sorghum in Europa beliebt als Ersatz für die traditionelle Getreide-Ernährung und vor allem für glutenfreie Ernährung. C4FUTURE wird neue klimaresistente Ideotypen und Züchtungstechnologien entwickeln, um die Produktivität und die Wertschöpfungskette von Getreide in Europa signifikant zu erhalten. Das geeignete Maß für das Produktivitätswachstum ist das Wachstum der totalen Faktorproduktivität (Total Factor Productivity, TFP), d.h. die aggregierte Menge der Erzeugnisse des Agrarsektors geteilt durch die Gesamtmenge der Ressourcen, die zur Generierung dieser Erzeugnisse verwendet wurden. C4FUTURE wird etwa ein Drittel Produktivitätssteigerung demonstrieren. Dies bedeutet in der Fünfjahresperspektive mehr als eine doppelte jährliche Wachstumsrate (USDA). Dies ist möglich durch die im Rahmen des Projekts eingesetzten Technologien und die verbesserte Produktivität in anderen Anbausystemen aufgrund der von C4FUTURE übertragene Technologien. Zu den weiteren erwarteten Leistungsindikatoren von C4FUTURE gehören: (i) Mehr als zweihundert, Mais- und Sorghum-Genotypen, welche für Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel und verstärkte Ernährungsqualitäten charakterisiert sind, (ii) zwei umfassende Atlanten von Genen, Proteinen, Antioxidantien und Metabolitenin Getreide, (iii) Identifizierung von hundert stress-adaptiven und antioxidativen meta-QTL, (iv) neuartige genomische Selektionsmodelle, die zur Vorhersage von Erträgen und anderen Klimawandel-Resilienzmerkmalen entwickelt wurden, (v) Identifikation und Validierung von zwanzig stress-adaptiven und antioxidativne Allele/Gene, (vi) zwanzig Profile von Mais- und Sorghum-Ideotypen, die an das prognostizierte Klima angepasst sind, (vii) Senkung der Kosten und Dauer von Zuchtzyklen, (viii) neue Phänotypisierungsprotokolle anpassungsfähig auf andere Kulturpflanzenarten und (ix) vierzig Prototypen Linien, von denen erwartet wird, dass 10 die Produktivität von Mais und Sorghum unter Stickstoff- und Wasserstress um 30% steigern.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Pflanzenernährung
- Klimawandel
