Neueste Projekte

Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2023-04-01 - 2026-03-31

Die globale Ernährungssicherheit wird durch Pflanzenkrankheiten ernsthaft bedroht, wobei eine der gefährlichsten epidemischen Pilzkrankheiten in der Getreideproduktion der Befall mit Fusarium ist. Einerseits wird der Ertrag reduziert, andererseits die Qualität der Ernte drastisch geschädigt. Im schlimmsten Fall besteht eine ernsthafte Gesundheitsgefährdung durch die aus dem Pilzbefall resultierenden Mykotoxine im Getreide. Daher ist das Ziel, resistente Sorten zu entwickeln, um die von dieser Krankheit ausgehenden Probleme abzuwenden. In der Pflanzenzüchtung müssen so diejenigen Sorten und neuen Zuchtlinien erkannt und selektiert werden, die gegen die Krankheit resistent sind, wobei diese Aufgabe in der Regel von geschulten Personen übernommen wird. Da die klassische Selektion sehr zeitaufwendig, teuer und durch den Faktor Mensch fehleranfällig ist, ist eine derartige Vorgehensweise bei größeren Selektionsprogrammen in der Praxis enorm aufwändig: ein automatischer Ansatz ist erforderlich. Um diese Probleme zu vermeiden, ist das Ziel des Projekts, mithilfe einer Drohne automatisch hochauflösende Bilder der Feldparzellen aufzunehmen und die unterschiedlichen Versuchslinien zu klassifizieren. Da es für die konkrete Aufgabenstellung (hochaufgelöste Bilder, extreme Flughöhe, schräge Bildaufnahmen) keine geeignete Technologie gibt, muss hierzu ein neues System für die Bildaufnahme entwickelt werden. Zudem sind existierende Verfahren zur Bildanalyse aufgrund der stark wechselnden Umgebungsbedingungen im vorliegenden Setup nicht geeignet. Ein neuer robuster und allgemein anwendbarer Ansatz ist erforderlich. Darüber hinaus muss der Aufwand für das Labeln der Daten reduziert werden, um ein praktisch anwendbares und in der Pflanzenzucht akzeptiertes System zu gewährleisten. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Züchter:innen (aus pflanzenwissenschaftlicher Sicht) und Informatiker:innen (aus technischer Sicht) erforderlich.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2022-07-01 - 2023-06-30

Hafer (Avena sativa L.) zählt als eine wichtige Kulturart in modernen konventionell sowie biologisch geführten Pflanzenproduktionssystemen. Dennoch ist die Anbaufläche von Hafer in der Europäischen Union in den letzten Jahren von ca. 3,1 Millionen auf 2,6 Millionen Hektar gesunken. Mit dem Rückgang der Haferanbaufläche zu Gunsten von anderen kleinkörnigen Getreidearten wie Weizen oder Mais hat auch die züchterische Aktivität in dieser traditionellen Kulturart nachgelassen. Der Anbau von Hafer kann jedoch maßgeblich zur Auflockerung der Fruchtfolge und Steigerung der Agrobiodiversität in der Agrarkulturlandwirtschaft beitragen, und Hafer gilt darüber hinaus als nährstoffreiches Lebens- und Futtermittel. Die im Waldviertel ansässige Firma Saatzucht Edelhof ist ein traditionelles österreichisches Pflanzenzüchtungsunternehmen, das sich bereits seit Anfang des 20. Jahrhunderts mit der Haferzucht auseinandersetzt und derzeit der einzige Züchter von neuen Hafersorten in Österreich ist. Durch jahrelange Erweiterung und Nutzung der genetischen Diversität ihres Hafergenpools besitzt die Saatzucht Edelhof ein breites Portfolio an modernen Hafersorten, sowohl für den österreichischen als auch internationalen Markt. Es besteht daher auch ein erhebliches Interesse ausländischer Partnerunternehmen an der Hafersorten von Saatzucht Edelhof, wobei bereits eine Vielzahl von Sorten in mehreren europäischen Ländern registriert wurden. Mit der klimawandelbedingten Erhöhung des Krankheits- und Schädlingsdrucks sowie dem Streben hin zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft mit geringem Einsatz von Agrochemikalien wie Fungiziden, ist die Resistenzzüchtung in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus gerückt. Hierbei kommt der Befall vom Lebens- und Futtermittel Hafer mit Fusarium-Pilzen eine besondere Rolle zu. Kommt es während der Blühphase zum Beispiel zum Befall der Haferrispen mit Fusarium graminearum, so finde sich später im Erntegut zum Teil eine hohe Konzertration von, für Mensch und Tier, schädlichen Pilzgiften (=Mykotoxinen) wieder. Die Züchtung von Fusarium-resistenten Hafersorten kann dabei als Schlüsseltechnologie angesehen werden, um es Landwirte zu ermöglichen gesundes und mykotoxinfreies Erntegut zu produzieren. Eine adäquate Erfassung der Fusariumresistenz stellt im Hafer jedoch eine große Herausforderung dar, z.B. durch das besondere Blühverhalten mit langem und sequenziellem Blühen der einzelnen Ährchen innerhalb einer Rispe, welche im Vergleich mit anderen Getreidearten bisher kaum erforscht ist. Im vorliegenden Projekt soll daher die Grundlage zur Entwicklung eines Boniturschemas für Fusariumresistenz im Hafer entwickelt werden als auch die mögliche Nutzung von assoziierten morphologischen Merkmalen als indirekte Selektionsmerkmale untersucht werden. Ein Sortiment von Zuchtlinien und Hafersorten wird dazu in einem Feldversuch untersucht, um hochqualitativer Daten als Grundlage für das Herausfiltern einer effektiven Selektionsmethode zu erheben.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2022-01-01 - 2025-01-08

Gerste (Hordeum vulgare L.) ist die weltweit viertgrößte Getreideart und spielt eine essenzielle Rolle in der tierischen und menschlichen Ernährung sowie in der Brauindustrie. Der starke Anstieg der Weltbevölkerung in der letzten Dekade und die damit einhergehende verstärkte Nachfrage nach Gerstenprodukten verlangt nach Gerstensorten mit erhöhtem Ertragspotential und verbesserter Brauqualität. Die gleichzeitige Verbesserung von Kornertrag und Brauqualität stellt Züchter/innen allerdings vor eine große Herausforderung, da sich beide Merkmale durch eine kostspielige Erfassung und eine komplexe genetische Vererbung auszeichnen. Der Kornertrag von Gerstensorten mit exzellenter Brauqualität ist derzeit deutlich geringer im Vergleich zu Futtergerste. Massive klimatische Veränderungen und damit einhergehende mildere Winter haben darüber hinaus viele Landwirte in den letzten Jahren dazu bewegt Sommergerste durch die ertragsstärkere Wintergerste in ihren Fruchtfolgen zu ersetzten. Da die Sommergerste allerdings traditionellerweise eine höhere Brauqualität besitzt, hat die gezielte Kreuzung zwischen Winter- und Sommertypen in vielen Gerstenzuchtprogrammen deutlich an Wichtigkeit gewonnen. Es ist des Weiteren zu erwarten, dass durch die genannten klimatischen Veränderungen das Auftreten von insektenübertragenden Krankheiten wie Gerstengelbverzwergungsvirosen deutlich zunehmen, da die Verwendung von Insektiziden durch neue Vorschriften der Europäische Kommission stark eingeschränkt wurde. Die Züchtung von resistenten/toleranten Gerstensorten ist somit die effizienteste und nachhaltigste Methode massiven Ertragsverlusten durch Krankheiten, wie dem Gerstengelbverzwergungsvirus, vorzubeugen. Ein Hauptziel von Gestenzüchtungsprogrammen ist somit die Züchtung von Sorten die Kornertrag, Brauqualität und Krankheitsresistenz optimal vereinigen. Diese Aufgabe ist jedoch bei diesen quantitativ vererbten Merkmalen sehr herausfordernd, welche durch viele Gene kontrolliert werden und starken Umwelt- sowie agronomischen Einflüssen unterworfen sind. Im vorliegenden Projekt streben wir daher an diese Problematik mit Hilfe `omics`-basierender Züchtungsansätze aufzugreifen, um die genetische Verbesserung von Winterbraugerste maßgeblich zu beschleunigen. Zu diesem Zweck werden phänotypische Daten für Kornertrag, Brauqualität und Virusresistenz in mehrortigen Feldversuchen erhoben, und mit der Fülle von Daten, welche in einem praktischen Gerstenzuchtprogramm in den letzten Jahren erhoben wurden über neue statistische Methoden verknüpft zu werden. Durch die gezielte Zusammenführung von Stammbaumdaten sowie genomischen und transkriptomischen Informationen sollen die neu entwickelten `omics`-basierenden Züchtungsansätze dazu dienen eine routinemäßige Selektion von krankheitsresistenten und ertragsstarken Winterbraugersten zu ermöglichen. Die erfolgreiche Durchführung des Projekts wird eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Biotechnologie in der Pflanzenproduktion der Universität für Bodenkultur Wien und mehreren Partnern aus der Züchtungsindustrie gewährleistet.

Betreute Hochschulschriften