Heterosis bei Pflanzen / Heterosis in Plants

Professor Dr. Albrecht E. Melchinger
Universität Hohenheim
Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik
Fruwirthstraße 21 · 70599 Stuttgart
Tel.: (+49) 711 459-22334 · Fax.: (+49) 711 459-22343
E-Mail: melchinger@uni-hohenheim.de

http://www.uni-hohenheim.de/~ipspwww/350/heterosis.html

0 EUR

6,4 Mio EUR

 SPP 1149 - Projektliste / SPP 1149 - List of Projects

Bioinformatik, Biometrie, Entwicklungsbiologie, Molekularbiologie, Pflanzenphysiologie, Pflanzenzüchtung, Cytogenetik, Pflanzengenetik

Ziel des Schwerpunktprogramms ist es, die Kausalität und optimale Nutzung der Heterosis bei höheren Pflanzen zu erforschen. Unter Verwendung von Methoden der Genomforschung sollen bei der Modellpflanze Arabidopsis und wichtigen Nutzpflanzen grundlegende Mechanismen für das Auftreten von Heterosis auf molekularer, physiologischer und genetischer Ebene untersucht werden. Zudem sollen auf verschiedenen Systemebenen biomathematische und Computermodelle entwickelt werden, die es gestatten, das komplexe Zusammenwirken von Gen-Netzwerken beim Zustandekommen von Heterosis zu simulieren und hieraus Strategien für eine optimale Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung abzuleiten.
Folgende Themenbereiche werden angesprochen:
-- Analyse des Phänomens Heterosis auf molekularer Ebene für wachstumsrelevante Merkmale;
-- Generalisierbarkeit von experimentellen Befunden bei Modellpflanzen auf verwandte und nicht verwandte Nutzpflanzenarten;
-- Untersuchung pflanzenphysiologischer Prozesse, die für das Verständnis der molekularen Ursachen von Heterosis von zentraler Bedeutung sind;
-- Integration quantitativ-genetischer und molekulargenetischer Forschungsansätze zur Erklärung der Heterosis;
-- Entwicklung neuer bioinformatischer Verfahren zur umfassenden Datenanalyse der auf allen biologischen Ebenen gewonnenen Ergebnisse sowie integrierter Modellansätze zur Erklärung von Heterosiseffekten;
-- Entwicklung von Züchtungsstrategien und Vorhersagemethoden für eine optimale Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung.
Das Schwerpunktprogramm ist primär auf grundlegende Fragen im Hinblick auf die Erforschung des Phänomens Heterosis bei höheren Pflanzen mit fortgeschrittener Genomanalyse ausgerichtet. Es sollen aber auch anwendungsorientierte Fragestellungen zur Nutzung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung bearbeitet werden. Dazu sollen die zur Verfügung stehenden Instrumentarien weiterentwickelt sowie neue molekularbiologische und biometrische Methoden implementiert werden.

The goal of the Priority Programme is to investigate the causes and optimal exploitation of heterosis in higher plants. Basic mechanisms for occurrence of heterosis are to be investigated with modern tools from genomic research in Arabidopsis and important crops at the molecular and physiological level. In addition, biomathematical and computer models shall be developed at different system levels to investigate the complex behaviour of gene networks for the occurrence of heterosis and to derive strategies for optimal exploitation of heterosis in plant breeding.
Specific topics are:
-- analysis of the phenomenon of heterosis at the molecular level for growth-relevant traits;
-- confirmation of experimental results obtained with model plants for related and unrelated crop species;
-- investigation of plant physiological process with fundamental importance for understanding the molecular basis of heterosis;
-- integration of quantitative genetic and molecular research approaches for explaining heterosis;
-- development of new bioinformatic tools for a comprehensive data analysis of the results from the various biological levels as well as integrative models for explanation of heterosis;
-- development of breeding strategies and prediction methods for optimal exploitation of heterosis in plant breeding.
The programme is primarily targeted towards basic questions with regard to the phenomenon of heterosis in higher plants using advanced tools from genome analysis. However, application-oriented questions for exploitation of heterosis in plant breeding shall also be addressed. For this end, the currently available tools shall be extended and new molecular as well as biometric and bioinformatic tools shall be implemented.