Sicherung guter Backqualitäten und effiziente Nutzung des Bodenstickstoffs bei der Weizenzüchtung durch Abstimmung der Speicherprotein-Zusammensetzung und Enzymatik

Die Züchtung von Weizenlinien, die eine hohe Backqualität unter stickstoffarmen Bedingungen mit einer attraktiven Ertragsleistung kombinieren, ist eine große Herausforderung. Die negative Korrelation und die komplexe Vererbung der Merkmale erschweren die Selektionsstrategien. Um dem Klimawandel und den veränderten Umweltbedingungen und landwirtschaftlichen Vorschriften gerecht zu werden, sind effiziente Selektionsverfahren für das vorrangige Merkmal Backqualität erforderlich.

Steigende CO₂-Konzentrationen in der Atmosphäre und die Einschränkung der Stickstoffdüngung im Rahmen der neuen Düngeverordnung führen zu einem geringeren Proteingehalt und damit zu einer geringeren Backqualität. Daher werden Sorten mit einer hohen Backqualität unter stickstoffarmen Bedingungen in Kombination mit einer attraktiven Ertragsleistung benötigt. Wichtige Komponenten des Merkmals Backqualität sind die Menge und die Qualität des Proteins, die Qualität der Stärke, die enzymatische Aktivität und die Struktur der Körner.

Genorte, die diese Merkmale beeinflussen, werden mit Hilfe von heterogenen Inzuchtfamilien (HIFs) bestätigt. Diese Loci werden durch die Suche nach Kandidatengenen charakterisiert und als Kofaktoren bei der genomischen Selektion eingesetzt. Die Integration quantitativer Proteomics-Analysen ermöglicht einen Überblick über die Proteinqualität, die Kornstruktur und die enzymatische Aktivität. Feldversuche unter erhöhten CO₂-Bedingungen werden es ermöglichen, die Auswirkungen auf die Pflanzenentwicklung und die Backqualität zu bestimmen, und die Ergebnisse werden mögliche Zuchtziele und -ansätze vorschlagen. Die Ergebnisse werden die Effizienz der Selektion in den beteiligten Züchtungsunternehmen verbessern.

Das BigBaking-Projekt wurde im April 2021 Newsletter der Wheat Initiative vorgestellt.