Erhöhung der Ertragsstabilität und Ertragsleistung der Süßlupine zur Sicherung der einheimischen Eiweißversorgung

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Methionin ist die limitierende Aminosäure in der Proteinwertigkeit der Blauen Süßlupine. An rund 100 züchterisch bisher nicht genutzten, alkaloidreichen Genbankakzessionen des Vavilov Institutes der Pflanzenindustrie, St. Petersburg werden die Merkmalskomplexe Rhizodeposition und Methioningehalt evaluiert. Für diese Merkmale wird im aktuellen, bitterstoffarmen Zuchtmaterial keine ausreichende, züchterisch nutzbare Variabilität mehr gefunden. Es wird erwartet, dass die notwendige Variabilität in den alkaloidreichen Akzessionen noch vorhanden ist. Arbeitspaket Saatgutvermehrung und Bonitur der der Akzessionen Im ersten Versuchsjahr werden die übergebenen Saatgutmengen (30-50 Körner je Akzession) aufgeteilt und ein Teil (ca. 15-30 Körner, Rest ist Notreserve) als Einzelpflanzen angezogen und für die weiteren Versuche vermehrt. Dabei werden phänotypische und agronomische Merkmale erfasst. Im zweiten Jahr werden die Akzessionen in Reihenanlagen auf Kalkverträglichkeit überprüft. Im dritten Jahr werden dann Ertragsermittlungen an ausgewählten Akzessionen durchgeführt. Außerdem erfolgen erste Kreuzungen und Rückkreuzungen mit alkaloidarmen Sorten. Das selektierte Pflanzenmaterial soll nach Projektende in Zuchtprogramme zur Verbesserung von Blauen Süßlupinen einfliessen. Arbeitspaket Methioningehalt Zur Untersuchung des Merkmalskomplexes Methioningehalt sollen Genotypen identifiziert werden, die höhere Methioningehalte als das genetisch enge Süßlupinen-Sortenmaterial aufweisen. Dazu werden im ersten Versuchsjahr mittels Transkript-Profiling stark exprimierte Allele der Schlüsselgene des Methioninstoffwechsels identifiziert, aus deren Sequenzen sich Primer für eine PCR-basierte und hoch-durchsatzfähige Selektion auf dieses Qualitätsmerkmal entwickeln lassen. Im zweiten Jahr erfolgt eine Erstellung der Expressionsprofile für die verschiedenen Allele. Im dritten Jahr werden dann Allel-Umweltinteraktionen, insbesondere zu Rhizosphärenmerkmalen analysiert. Arbeitspaket Rhizodeposition Lupinen-Genotypen mit höherer und besser angepasster Rhizodeposition versprechen ein höheres Nährstoff-Aneignungsvermögen und bessere Anpassungsfähigkeit an widrige Bodenverhältnisse. Die Identifikation solcher Genotypen wird anhand von Leitsubstanzen vorgenommen. Zur Untersuchung des Merkmalskomplexes Rhizodeposition sollen, mittels Pyro-FeldIonisation-MassenSpektrometrie (Py-FIMS) der Rhizodeposite, Genotypen mit einem erhöhtem Wurzelexsudat-Ausscheidungsvermögen identifiziert werden. Dazu werden sämtliche Akzessionen auf Leitsubstanzen der Wurzelexsudate gescreent und ausgewähltes Material mittels Py-FIMS bezüglich Phosphataufschlussvermögen und Einfluss auf die Rhizosphären Mikrobenpopulation näher charakterisiert. Es werden Genotyp-Boden-Interaktionen beschrieben. Die WWU Münster ist schwerpunktmäßig mit Untersuchungen zur Identifizierung von Genen mit Einfluss auf die Methioninsynthese im Samen der Lupine befasst. Es erfolgt ein regelmäßiger (mindestens jährlicher) Austausch mit dem „Modellhaften Demonstrationsnetzwerk zu Anbau und Verwertung von Lupinen“ der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern (LfA-MV), auch wenn aufgrund der thematischen Ausrichtung (Entwicklung von Zuchtmaterial) eine direkte Anlage von Versuchsparzellen auf den Demonstrationsbetrieben nicht möglich ist. Zudem erfolgt ein intensiver Austausch mit der Gesellschaft zur Förderung der Lupine (GFL). Im dritten Projektjahr sind, wenn hierfür die vermehrte Saatgutmenge ausreicht, kleine Anlagen von Versuchsparzellen auf einzelnen Demonstrationsbetrieben vorgesehen.