Roteiche im Klimawandel: Grundlagen zur Züchtung unter Berücksichtigung der Trockenstresstoleranz (RubraSelect Projekt)

Im Verbundprojekt RubraSelect werden die Grundlagen für die zukünftige Versorgung des Marktes mit hochwertigem und anpassungsfähigem Vermehrungsgut der Roteiche (Quercus rubra L.) für das ganze Bundesgebiet geschaffen. Das Vorhaben umfasst einerseits die Untersuchung genetischer Grundlagen von Merkmalen mit Bezug zu Wachstum und Stressreaktionen, andererseits widmet es sich der Auswahl und Vermehrung von Plusbäumen sowie der Charakterisierung von deren Nachkommenschaften.
Die Plusbaumauslese findet sowohl in Beständen als auch in den Flächen eines Herkunftsversuchs statt. Bei der Auswahl werden Qualitäts-, Wachstums- und Vitalitätsmerkmale sowie vorhandene molekulargenetische Daten berücksichtigt. Bei der Überprüfung des Anpassungspotenzials der Plusbäume finden Biomarker Anwendung, die physiologische Merkmale beschreiben. Die Nachkommen werden auf ihre Reaktion gegenüber Trockenheit geprüft, um so die genetische Veranlagung der Plusbäume bezüglich ihrer Trockenstresstoleranz zu bewerten. In diesem Vorhaben sollen unter anderem Metabolite und Transkripte als Marker für Trockenstresstoleranz identifiziert und verifiziert werden, welche Anpassungsprozesse regulieren und ermöglichen. Mithilfe einer genomweiten Assoziationsstudie sollen Genmarker für Trockenstresstoleranz entwickelt werden.
Im ersten Projektjahr wurden bereits vorläufige Zuchtzonen abgegrenzt, geeignete Ausgangsbestände identifiziert, Plusbäume ausgewählt sowie Trockenstressexperimente durchgeführt und mit molekulargenetischen Analysen begonnen. Weitere Schritte umfassen die vegetative und generative Vermehrung der Plusbäume, um am Ende des Projekts deren Genotypen in Klonarchiven zu sichern und deren Nachkommen in Versuchsflächen zu testen, die langfristig in Samenplantagen überführt werden sollen.

In the joint project RubraSelect, foundations are being laid for the future supply of the German market with high-quality and reproductive material of northern red oak (Quercus rubra L.) with the highest potential to withstand climate change. On the one hand, the project investigates the genetic basis of traits related to growth and drought stress reactions. On the other hand, it focuses on the selection and propagation of plus trees and the characterization of their progenies.
Plus tree selection takes place both in stands and in plots of provenance tests. Selection of plus trees takes quality, growth, vigor characteristics, and available molecular genetic data into account. Biomarkers describing physiological traits are used to test the adaptive potential of plus trees. Progenies are then tested for their response to drought in order to evaluate the genetic predisposition of plus trees with respect to drought stress tolerance. This project will identify and verify, among other things, metabolites and transcripts as markers of drought stress tolerance that regulate and enable adaptation processes. Genetic markers for drought stress tolerance will be developed by means of a genome-wide association study.
In the first year of the project, preliminary breeding zones have already been delineated, suitable initial stands identified, plus trees selected, drought stress experiments conducted, and the molecular genetic analyses have started. Further steps include generative and vegetative propagation of the plus trees in order to secure their genotypes in gene banks and test their progenies in experimental plots, that are planned to be established by the end of the project. In the long term, these trials are to be transformed into seed orchards by performing further selection within and across families.

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