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Der Einfluss apoplastischer Barrieren auf den Nährstofftransport in Wurzeln von wilder und domestizierter Gerste in Reaktion auf die Stickstoffversorgung

Projekt

Klimawandel

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Klimawandel


Förderkennzeichen: 437061046
Laufzeit: 01.01.2020 - 31.12.2022
Forschungszweck: Experimentelle Forschung

Höhere Ernteerträge erfordern einen erhöhten Einsatz von Stickstoffdüngern. Getreidenutzpflanzen nutzen jedoch nur 40-50% des ausgebrachten Düngers. Dies stellt einen erheblichen wirtschaftlichen Verlust für die Landwirte dar und ein großer Teil des nicht verwendeten Düngemittels wird zu einem Schadstoff für Gewässer und die Atmosphäre. Während die für die Stickstoffaufnahme-verantwortlichen Transporter bereits identifiziert wurden, ist die Funktionsweise dieser Transporter in Bezug auf Wurzelmerkmale wie Wurzelmorphologie und Anatomie von Getreidepflanzen weitestgehend unbekannt. Derartige Veränderungen sollten direkt mit sekundären Modifikationen (Suberinisierung und/oder Lignifizierung) von Zellwänden spezifischer Zellschichten, wie der Endodermis und der Exodermis, verbunden sein. Diese wichtigen Wechselwirkungen könnten den Schlüssel zur Verbesserung der Nährstoffaufnahme und zur Verringerung der Aufnahme von Giftstoffen in Nutzpflanzen darstellen. Mit diesen Pflanzen verwandte Wildpflanzen gedeihen häufig sehr gut in nährstoffarmen Böden, was auf ein Potenzial als genetische Ressource für eine verbesserte Stickstoffaufnahme in modernen Sorten hinweist. In diesem Projekt werde ich herausfinden, wie die Wurzelbarriereentwicklung durch die Nährstoffverfügbarkeit reguliert wird und ob dies die Aufnahme von Nährstoffen oder Giftstoffen in verschiedenen kultivierten und Wildgersten Accessionen bei variabler Stickstoffversorgung und -zusammensetzung beeinflusst. Es wird ein facettenreicher Ansatz verwendet, um diese Frage zu beantworten, dieser beinhaltet: (i) die Bestimmung der Wurzelanatomie und -morphologie mittels Mikroskopie, (ii) die Quantifizierung der Stickstoffaufnahmekapazität und der Stickstoffnutzungseffizienz und (iii) die Quantifizierung der zell- und gewebespezifischen Genexpression.

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