MultiStress_SP1

Auswirkungen von Stress-Genotyp-Interaktionen auf die Kohlenstoffallokation in ober- und unterirdische Biomasse, die Nährstoffnutzungseffizienz und die Prozesse im Wurzelraum (SP1)

01.04.2026 bis 31.03.2030

Mais (Zea mays L.) ist eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel weltweit. Seine Produktivität hängt stark von der Verfügbarkeit von Wasser und Stickstoff (N) ab, den größten abiotischen Mangelfaktoren im Maisanbau weltweit. Zunehmend ist Mais auch biotischen Stressfaktoren wie Pilz- und Insektenbefall ausgesetzt. Daher steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Maisproduktivität durch mehrere, gleichzeitig auftretende Stressfaktoren begrenzt wird. Derzeit werden die meisten modernen Maissorten - im besten Fall - auf Toleranz gegenüber einzelnen abiotischen oder biotischen Stressfaktoren gezüchtet, jedoch nicht auf Toleranz gegenüber kombiniertem Stress. Dies ist größtenteils darauf zurückzuführen, dass wir kaum Wissen über die genetischen Potenziale und die physiologischen Mechanismen haben, die für die Reaktion auf multiple Stresssituationen relevant sind. SP1 der FOR MultiStress konzentriert sich auf die Reaktion der ober- und unterirdischen Biomassebildung auf einzelne und multiple abiotische und biotische Stressfaktoren und erfasst die Ressourcennutzungseffizienz. Das Vorhaben zielt darauf ab, die phänotypische Plastizität von Mais in Reaktion auf N-Mangel, Trockenheit, deren Wechselwirkungen untereinander sowie deren Wechselwirkungen mit Setosphaeria turcica und dem Maiszünsler zu eruieren. Die Besonderheit des
Vorhabens ergibt sich aus i) der Kombination destruktiver und nichtdestruktiver Phänotypisierungsverfahren im Hinblick auf ober- und unterirdische Merkmale und deren Ressourcennutzung über eine große Bandbreite von Genotypen hinweg, aus ii) der Verknüpfung dieser Informationen mit Verfahren der Transkriptomik und Metabolomik in Zusammenarbeit mit SP3 und dem ZP, und aus iii) der Integration dieser Informationen in neue genomische und
pflanzenbauliche Modellierungsansätze in Zusammenarbeit mit SP6.Die Stärke von SP1 liegt darin, dass modernste Methoden zur Phänotypisierung wichtiger oberirdischer Merkmale in Kombination mit neuartigen Methoden zur Untersuchung von Stressreaktionen im Wurzelbereich überwiegend unter Feldbedingungen in Deutschland und Kenia verwendet werden. Ziel ist es darüber hinaus das Verständnis zu verbessern, wie ober- und unterirdische
Stressreaktionen interagieren, z. B. wie sich die Assimilatallokation vom Spross in die Wurzeln und die Rhizosphäre sowie die Ressourcennutzung ändert, so dass Pflanzen abiotischem und biotischem Stress besser begegnen. Aufgrund der großen Bedeutung von Mais in den gemäßigten und tropischen Klimaten befasst sich unsere Studie mit einem breiten Spektrum an genetischem Material aus beiden Klimazonen. Das Vorhaben soll wichtige Informationen zur genetischen Variabilität der Stresstoleranz liefern. Dies soll den Zuchtfortschritt beschleunigen und zu einer präziseren Modellierung und modellgestützten Sortenentwicklung beitragen, so dass maisbasierte Anbausysteme im Hinblick auf ihre Widerstandsfähigkeit unter sich ändernden demografischen und klimatischen Bedingungen gestärkt werden.