MultiStress - Gleichzeitige mehrfache abiotische und biotische Stressinteraktionen bei Mais: Auswirkungen und Mechanismen
Die DFG-Forschergruppe (RU) 6101 untersucht die komplexen Wechselwirkungen kombinierter Stressfaktoren, um die globale Nahrungsmittelproduktion in gemäßigten und tropischen Umgebungen zu sichern. Die RU leistet Pionierarbeit für eine klimaresistente Landwirtschaft und revolutioniert das mechanistische Verständnis der Wechselwirkungen zwischen abiotischem und biotischem Stress bei Mais – auf Feldmaßstab. Zu diesem Zweck integriert sie Wissen von der genetischen bis zur Feldebene und kombiniert Feldexperimente, High-Throughput-Multi-Omics und prozessbasierte Pflanzenmodellierung.
Das Verständnis der Komplexität gleichzeitiger Belastungen
Wir führen neuartige Forschung zu komplementären multiplen abiotischen und biotischen Stressinteraktionen und deren Auswirkungen bei Mais durch. Da die fortschreitende globale Erwärmung zunehmend zu multiplen Stresssituationen auf den Feldern der Landwirte führt, ist diese Forschung äußerst relevant, um massive Ernteverluste zu verhindern und die drängenden Herausforderungen der Ernährungssicherheit und des Klimawandels zu bewältigen.
Um wesentliche Wissenslücken zu schließen, untersuchen wir im Rahmen eines koordinierten Ansatzes, wie das Maiswachstum, der Ertrag und die Stoppelqualität durch die Wechselwirkungen von Dürre und Stickstoffmangel mit der Blattkrankheit Setosphaeria turcica einerseits und dem Stängelbohrer andererseits unter Feldbedingungen beeinflusst werden. Um unser mechanistisches/prozessbezogenes Verständnis solcher Wechselwirkungen auf verschiedenen Organisationsebenen (von der genetischen über die biochemische bis zur ökosystemphysiologischen/Feldorganisation) zu verbessern, werden wir gemeinsame Feldversuchsplattformen (Regenabschirmungen (ROUTS)) einrichten und nutzen., und parallel dazu Satellitenexperimente unter kontrollierten Bedingungen durchführen.
In den Zentralen Experimenten (CE) wurden sechs cCsorgfältig ausgewählt Werbung Mais Hybridgenotypen wird in den ROUTS in Deutschland (DE) und Kenia (KE) untersucht während drei Feldsaisons. Dies, erlaubensingen Vergleich von Pflanzenstressreaktionen für zwischen gemäßigt und tropisch Mais-Hybriden und unter verschiedenen Umweltaller Zustände. Diese EG Experimente werden durch Diversitätsscreening-Experimente im Gewächshaus und im Feld ergänzt, um die Variabilität der Stressreaktionsmechanismen in hochdiversen Maispopulationen zu erschließen – unter Ausnutzung von Hochdurchsatz-Transkriptomik und Metabolomik.
Eng verknüpft mit diesen Experimenten wird die prozessbasierte Modellierung des Pflanzenwachstums die zweite Säule der Forschung darstellen. Pflanzenwachstumsmodelle ermöglichen die Integration neuen Wissens (gewonnen auf verschiedenen Organisationsebenen, hier von der genetischen bis zur ökotypologischen / Feldebene) und die Extrapolation dieses Wissens in Zeit und Raum.
In der RU, die Formalisierung des verbesserten interdisziplinären mechanistischen/prozessbezogenen Verständnisses von multiplen Stressinteraktionen unter Feldbedingungen, ermöglicht es uns, die Gesamtauswirkungen kombinierter (abiotischer + biotischer) Stressfaktoren auf die Pflanzenphysiologie und Produktivität (Kornertrag, Biomasse, Korn- und Stoppelqualität, Nährstoff-/Wassernutzungseffizienz usw.) zu quantifizieren. Dies erfordert, dass neue Modellierungsroutinen, die aus Experimenten abgeleitet werden (repräsentiert durch formalisiertes Wissen), in grundlegende prozessbasierte Pflanzenmodellierungsmodelle integriert werden. Das resultierende MultStress-Pflanzenmodell wird angewendet, um die grundlegenden Hypothesen der Forschungseinheit (FE) in silico zu testen und die Gestaltung weiterer Experimente zu unterstützen. Das neu (formal) gewonnene Wissen kann genutzt werden, um vielversprechende Merkmale für die züchtungsbedingt stressresistente Auswahl zu erforschen, die bei der Ideotypisierung von widerstandsfähigen Maissorten für zukünftige Zielumgebungen – in gemäßigten und tropischen Zonen (wie für eine Phase 2 der FE geplant) – berücksichtigt werden sollen.
Mehrfach gestresster Mais

MultiStress Forschungsnachrichten
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Felder-Infrastrukturentwicklung läuft in Deutschland und Kenia
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DFG genehmigt neue Forschergruppe zu multiplen Stressinteraktionen bei Mais
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MultiStress im Überblick
MultiStress wird von der Universität Göttingen koordiniert. Gemeinsam mit 9 weiteren Forschungseinrichtungen arbeiten wir daran, die Komplexität von gleichzeitigen multiplen abiotischen und biotischen Stressinteraktionen in tropischem und gemäßigtem Mais zu verstehen.
Schnellnavigation → MultiStress Forschungsverbund
Entdecken Sie das zentrale Projekt, das Koordinationsprojekt und 6 Teilprojekte

ZP – Zentrales Projekt
Experimente, Daten-Hub und Synthese von Erkenntnissen

SP1
Auswirkungen von Stress-Genotyp-Interaktionen auf die ober- und unterirdische Kohlenstoffallokation, die Nährstoffnutzungseffizienz und Prozesse in der Wurzeltiefe

SP2
Untersuchung der physiologischen, biochemischen und molekularen Reaktionen von Mais auf gleichzeitige biotische und abiotische Stressfaktoren

SP3
Molekulare Anpassung an kontrastierende Stressregime

SP4
Kombinierte Auswirkungen von Maiszünsler und abiotischen Stressfaktoren auf kommerzielle Maishybriden

SP5
Kombinierte Effekte von Setosphaeria turcica und abiotischen Stressfaktoren auf
Maissorten

SP6
Integration der Genetik in Pflanzenwachstumsmodelle zum Verständnis der Genotyp-Reaktion auf kombinierte (abiotische + biotische) Stressfaktoren und Synthese von Modellierungen

COP – Koordinationsprojekt
Strategie, Verbreitung und Kapazitätsaufbau

















