Forschung am Institut für Pflanzenzüchtung

Projektanfang: 01.01.2018
Projektende: 31.12.2025
Förderer: Université franco-allemande | Deutsch-Französische Hochschule

Projektanfang: 17.06.2019
Projektende: 31.05.2024
Förderer: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Die Bekämpfung des Falschen Mehltaus der Rebe, hervorgerufen durch Plasmopara viticola, ist eine der großen Herausforderungen im Weinbau, insbesondere im ökologischen Weinbau. Aufgrund des drohenden Verbots kupferhaltiger Pflanzenschutzmittel und wegen massiver Auswirkungen des Klimawandels gerät der ökologische Weinbau zunehmend in eine wirtschaftliche Krise. Daher ist das Ziel des beantragten Verbundvorhabens "VITIFIT", einen Maßnahmenkatalog mit praxistauglichen Strategien zur Gesunderhaltung der Rebe zu erarbeiten. So sollen Anbaubedingungen verbessert, die Produktionssicherheit konsolidiert und damit betriebswirtschaftliche Tragfähigkeit gewährleistet werden. Die Bekämpfungsstrategien im Bereich der Pflanzengesundheit werden im Wesentlichen auf Kupferminimierung (mikroverkapselte Kupfersalze) und Kupferersatz (Pflanzenextrakte; UVC-Technologie) sowie deren Kombination basieren. Flankierende anbau- und kulturtechnische Maßnahmen sollen das Inokulumpotential von P. viticola senken. Molekularbiologische Analysen werden sich dem pilzlichen Mikrobiom des Blattes unter den o.g. Bedingungen widmen. Besonderes Augenmerk soll auf den Pflanzenschutzmittelwirkstoff Kaliumphosphonat gelegt werden. Bereits existierende und neu gezüchtete pilzwiderstandsfähige Rebsorten (PIWIs) spielen in den erarbeiteten Handlungskonzepten eine zentrale Rolle. Hierbei stehen die Verbesserung der oenologischen Weinstilistik, die Marktakzeptanz von PIWIs sowie deren betriebliche Einführung im Fokus. Die Züchtung von PIWIs soll durch die Identifikation neuer Resistenzen gegen P. viticola und Einkreuzung in aktuelle Zuchtstämme vorangetrieben werden. Ein weiterer Schwerpunkt sieht die Adaption des Prognosemodells "VitiMeteo Rebenperonospora" an PIWIs vor. Im Sektor Wissens- und Technologietransfer sollen Kommunikation, Vernetzung und Informationsfluss zwischen Forschung und Praxis optimiert werden. Das Projekt VITIFIT soll einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung des "20%-Zieles" leisten.

Projektanfang: 14.06.2022
Projektende: 31.03.2023
Förderer: Europäische Kommission

Der Schwerpunkt der Hochschule Geisenheim in Forschung und Lehre liegt auf den Sonderkulturen und deren Produkten sowie der nachhaltigen Entwicklung von Kulturlandschaften und städtischen Freiräumen. Die Themen Klimawandel, Nachhaltigkeitsziele und Biodiversitätsverlust sind essentieller Bestandteile aller Forschungsfragen, denen sich Geisenheimer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im regionalen aber auch nationalen und internationalen Kontext widmen. Sie stellen sich damit in ihren Fachbereichen den globalen Anforderungen und tragen zur Bewältigung der Klimakrise bei. Die Hochschule hat fünf Forschungsfelder definiert, in denen sie sich den Anforderungen der heutigen Zeit im Bereich der gesamten Wertschöpfungskette der Sonderkulturen – von der Landschaft zum Anbau über primäre und sekundäre Verarbeitungsprodukte bis hin zur Vermarktung und Ökonomie – widmet. 1. Ertragssichere, qualitätsorientierte und nachhaltige Anbausysteme für Sonderkulturen entwickeln 2. Agrarische Produkte mit Schwerpunkt pflanzliche Erzeugnisse innovativ und sicher verarbeiten und vermarkten und im Sinne der Bioökonomie nutzen 3. Kulturlandschaften und städtische Freiräume zukunftsfähig gestalten und weiterentwickeln 4. Risiken des Klimawandels beurteilen und Strategien zur Anpassung und Minderung der Folgen erarbeiten 5. Digitalisierung in der Produktion und Vermarktung von Sonderkulturen und in der durch Landschaftsplanung verwirklichten Abläufe. Um Nachhaltigkeitsaspekte in der Forschung auf breiter Basis zu verankern, wurde in diesem Projekt apparative Ausstattung für die anwendungsbezogene Forschungs- und Innovationsinfrastruktur im Kontext der Nachhaltigkeit beantragt. Die Infrastruktur kommt vier der fünf oben genannten Forschungsfelder zu Gute, häufig auch in Querschnittsfunktion über mehrere Bereiche.

Projektanfang: 01.02.2015
Projektende: 31.01.2020
Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Eine Kombination der Vorteile aus dem Anbau pilzwiderstandsfähiger Rebsorten mit den Vorzügen des Erziehungssystems „Minimalschnitt im Spalier“ (MSSp). Das heißt vor allem: Neue PIWIs zeichnen sich durch eine hohe Weinqualität sowie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen echten und falschen Mehltau aus und tragen zu einer deutlichen Reduktion des Pflanzenschutzaufwands bei.Hohe Erträge im MSSp-System erfordern ertragsregulierende Maßnahmen, um die Traubenqualität zu verbessern. Ziel des Projektes ist, die Untersuchung der Ursachen der durch weinbauliche Maßnahmen hervorgerufenen Reifeverzögerung und die Erschließung der technologischen und wissenschaftlichen Grundlagen für die weinbauliche Praxis.

Projektanfang: 01.02.2019
Projektende: 31.01.2022
Förderer: Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst

Projektanfang: 01.06.2018
Projektende: 31.01.2021
Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung

In diesem Projekt werden zwei innovative Ansätze (CRISPR/Cas und Biolistik) kombiniert, um eine effektive Methode zur Modifikation des Apfelgenoms zu entwickeln. Es wird ein neues Werkzeug für die Mutagenese des Apfels adaptiert und optimiert, ohne dass man auf die Agrobakterien-vermittelte stabile Transformation und/oder die Protoplasten-basierte Regeneration angewiesen ist. Eine derartige Methodik kann sowohl für die Forschung zur Entschlüsselung von Genfunktionen als auch, in Abhängigkeit von politischen Rahmenbedingungen, für die Züchtung von Interesse sein. Im Projekt wird ein System zur transienten Transformation von Pflanzen entwickelt, indem mittels Biolistik Plasmide mit CRISPR/Cas- Konstrukten, die an Goldpartikeln gekoppelt wurden, mit hoher Geschwindigkeit in Pflanzenzellen eingebracht werden. Nach Regeneration der Zellen erhält man Pflanzen, bei denen die transiente Expression der CRISPR/Cas-Konstrukte zu genetischen Modifikationen geführt hat, wobei keine Fremd-DNA im Genom integriert werden sollte. In völlig DNA-freien Versuchsansätzen sollen Ribonukleoproteine (RNPs = Cas-Protein + “guide-RNA“) zum Einsatz kommen. Hierdurch wird das Risiko der Integration von Fremd-DNA ins Ziel-Genom komplett eliminiert. Weiterhin sollen guide-RNAs und Cas-RNAs verwendet werden, um eine DNA-freie Genommodifikation zu erzielen. Die Anwendung dieser Technik bei Obstgehölzen kann einen Beitrag zur Untersuchung grundlegender biologischer Prozesse auf molekularer Ebene leisten und somit helfen, bislang unbekannte Genfunktionen, Geninteraktionen und regulatorische Prozesse schneller und effektiver zu entschlüsseln. Besonders aufgrund der hohen Heterozygotie und der langen juvenilen Phase von Obstgehölzen sind Züchtungen zeit- und kostenintensiv. Ausgewählte Kombinationen von gewünschten Merkmalen erfordern wiederholte und zugleich zeitintensive Rückkreuzungen. Durch den Einsatz des CRISPR/Cas-Systems können Eigenschaften gezielt verändert werden.

Projektanfang: 01.03.2016
Projektende: 29.02.2020
Förderer: Europäische Kommission

Das von der Universität Málaga koordinierte EU-Projekt GoodBerry (Grant Agreement No 679303) beschäftigt sich mit Erdbeeren, Himbeeren und Schwarzen Johannisbeeren als Modellpflanzen und soll u.a. neue Erkenntnisse hinsichtlich der Anpassung von Sorten an unterschiedliche klimatische Bedingungen sowie deren Einfluss auf die Fruchtqualität der Beeren liefern. So hat die Klimaerwärmung einen Einfluss auf die Blütenanlage und die Kontrolle der Dormanz (Winterruhe) der Pflanzen. Erste Beeinträchtigungen sind im letzten Jahrzehnt auch unter deutschen Anbaubedingungen bei Erdbeeren oder Johannisbeeren zu beobachten gewesen. So führt mangelnde Winterkälte bei Erdbeeren zu kurzen Blüten/Frucht- und Blattstielen und verringerter Blattfläche. Warmes Herbstwetter einhergehend mit spätem Eintritt in die Winterruhe führt bei Erdbeeren außerdem zu einem übermäßigen Blütenansatz, was kleine Früchte von minderwertiger Qualität zur Folge hat. Durch den Anbau gleicher Sorten bzw. Kreuzungsnachkommen an verschiedenen Standorten vom Nord- nach Süd-Europa soll der Einfluss unterschiedlicher Klimazonen auf die Pflanzen untersucht werden, um so den Klimawandel zu simulieren. Neben der Phänotypisierung (Blüteninitiation, Wachstumsparameter) sollen mittels molekulargenetischer Analysen im Hochdurchsatzverfahren Blütenbildung, Kontrolle der Dormanz und Ausprägung der Fruchtqualität untersucht werden.

Projektanfang: 01.11.2016
Projektende: 31.10.2019
Förderer: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Ziel des geplanten Vorhabens ist es, eine schnelle und zuverlässige Selektion von für den Anbau besonders geeigneten Wuchsformen des Kolumnarapfels schon kurz nach der Aussaat zu erreichen. Dazu soll eine Kombination von wenigen Markern identifiziert werden, die eine solche frühe Selektion ermöglicht. In Kombination mit anderen schon bekannten Markern z.B. für das typische Apfelaroma (Rowan et al., 2009; Souleyre et al., 2014) können so qualitativ hochwertige Sorten mit der optimalen Wuchsform schnell und zuverlässig identifiziert werden. Um dieses Ziel zu unterstützen, werden auch Verfahren des „Fast Breedings“ etabliert, damit in der Kombination mit den Markern für Wuchsform eine schnelle Nutzung neuer Sorten in der Praxis ermöglicht werden kann. Damit wird eine zeitnahe Einführung eines effektiven und wirtschaftlich tragfähigen Anbausystems ermöglicht, die eine standortnahe, also regionale Produktion von Wirtschaftsobst für die Fruchtsaftindustrie auf Dauer sichert. Weiterhin wird damit auch für die Anbauer eine wirtschaftliche Einkommensalternative geschaffen.

Projektanfang: 01.07.2014
Projektende: 30.09.2015
Förderer: Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst

Im Bundesnaturschutzgesetz wurde festgelegt, dass ab 2020 bei Pflanzungen in der freien Landschaft gebietsheimisches Pflanzmaterial zu verwenden ist. Für Gehölze gibt es jedoch kaum belastbare Untersuchungen zur genetischen Differenzierung von Populationen in Deutschland und entsprechend ist eine plausible Ausweisung von Herkunftsgebieten kaum möglich. Ziel des Projektes war es, auf Basis von populationsgenetischen Untersuchungen zweier Modellarten, dem Faulbaum (Franula alnus) und dem Pfaffenhütchen (Euonymus europaeus), Aussagen zur räumlich-genetischen Struktur der Populationen in Deutschland und damit zur Abgrenzung regionaler Herkünfte zu liefern als Grundlage für die Ausweisung geeigneter Erntevorkommen und die Gewinnung von herkunftsgesichertem Saatgut.