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Institute of Bio- and Geosciences

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MAZE

Verbesserung quantitativer Merkmale durch Erschließung genomischer und funktionaler Diversität aus Mais-Landrassen

Projektakronym: MAZE
Projekttitel (engl.): Accessing the genomic and functional diversity of maize to improve quantitative traits
Projektlaufzeit: 01.10.2016 - 30.09.2019
Förderkennzeichen: 031B0195G
Topics: Plant Phenotyping, Bioeconomy, Bioproduction
Gefördert von: BMBF

Projektbeschreibung (dt.):
Das Verbundprojekt MAZE hat zum Ziel, Mais-Landrassen als Quelle neuer Diversität zugänglich zu machen. Dazu wird eine aus Flint-Landrassen erstellte, einzigartige genetische Ressource von doppelhaploiden Linien umfassend charakterisiert. Mittels neu zu entwickelnder probabilistischer und bioinformatischer Methoden soll die genomische Diversität der Ressource und damit auch der Landrassen über Haplotypen abgebildet werden. Am Beispiel Kältetoleranz werden genomische und phänotypische Diversität nach umfangreicher Phänotypisierung unter kontrollierten Bedingungen und im Freiland verknüpft, um merkmalsbestimmende Allele zu identifizieren und funktional zu charakterisieren.
Innerhalb der Förderaktivität wird das IBG-2 die Phänotypisierung der Haplotyp-Bibliothek der europäischen Mais Flint Landrassen unter Kältestress durchführen. Der Fokus wird dabei auf der Charakterisierung von Wurzelmerkmalen mittels der neuartigen Phänotypisierungsplattform GrowScreen-PaGe liegen. Die Ziele sind die Selektion von Linien mit verbesserter Kältetoleranz, die Identifizierung von Merkmalen mit hoher Vererbbarkeit in Bezug auf Kältetoleranz, sowie die Erstellung merkmalsspezifischer Netzwerke.
Die Ergebnisse des Verbundvorhabens bestehend aus neun akademischen Partnern und einem Züchtungsunternehmen werden zur Optimierung der genomischen Vorhersage in genetisch diversem Material unter Berücksichtigung von Gen-Gen-Interaktionen genutzt. MAZE wird entscheidend zur Erschließung vorhandener Biodiversität beitragen, indem es die gezielte Kombination allelischer und funktionaler Diversität für eine ressourcenschonende, pflanzliche Produktion ermöglicht.

Project description (engl.):

The joint research project, MAZE aims to make maize landraces amenable to crop improvement for quantitative traits. A unique library of doubled-haploid lines was generated from flint maize landraces and will be characterized extensively. Based on newly devised probabilistic and bioinformatic methods, the genomic diversity of this resource will be represented by a comprehensive set of haplotypes. Focusing on cold tolerance during early plant development, we will link genomic with phenotypic diversity by high-precision phenotyping in controlled platforms and multi-environment field trials to identify and functionally characterize novel alleles for quantitative trait variation.
Within the MAZE project, partner IBG-2 will phenotype the maize flint DH library for root architectural traits under cold stress using the novel phenotyping platform GrowScreen-PaGe. The aim will be to identified DHs with improved stress tolerance and identify traits with high heritability for cold tolerance. Furthermore, trait networks will be established based on data generated in different phenotyping platforms under controlled environment and correlated with phenotyping data quantified in field trials.
The results of the nine academic partners and one breeding company will optimize statistical models for prediction of phenotypes in genetically diverse material with a focus on the role of gene-gene interactions under varying environmental conditions. The long-term goal is to access native biodiversity via novel combinations of genetically and functionally characterized haplotypes, thus securing sustainable crop production.

Additional Information

BMEL

Federal Ministry of Food and Agriculture

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