SP6: Integration der Genetik in Pflanzenwachstumsmodelle zum Verständnis der Genotyp-Reaktion auf kombinierte (abiotische + biotische) Stressfaktoren und Synthese von Modellierungen
SP6 develops a novel process-based crop model — the MultiStress model — that simulates how different maize genotypes perform under combined abiotic and biotic stresses. By linking genetic information (QTLs) to ecophysiological model parameters, SP6 bridges the gap between genomics and field-scale crop prediction, enabling in silico evaluation of genotype × environment interactions under climate change.
Project description
Main research questions: SP6 addresses the central question: how can genetic information be integrated into crop growth models to predict genotype-specific responses to combined abiotic (drought, nitrogen deficiency) and biotic (stem borer herbivory, Setosphaeria turcica foliar disease) stresses in maize? Starting from the base crop model SSM-iCrop, SP6 builds a new MultiStress crop model by incorporating biotic stress routines developed in SP4 and SP5, and linking QTL data from SP3 to ecophysiological crop parameters.
Methods applied: Process-based crop simulation modelling, model sensitivity analysis, QTL-to-parameter mapping, and multi-environment calibration/validation using 12 commercial maize hybrids (6 tropical, 6 temperate) grown across the Research Unit’s Central Experiment.

Expected outcomes:
- a validated modelling platform that simulates yield under multiple interacting stressors,
- demonstrated proof-of-concept for QTL-informed parameterization beyond phenology,
- simulation-based testing of the RU’s core hypotheses on non-additive stress interactions and impact severity differences between tropical and temperate environments, and
- ex ante identification of promising genetic trait combinations and environmental stress scenarios to guide the experimental design of the RU’s Phase 2.
- SP6 thereby provides the integrative synthesis framework connecting all subprojects of the Research Unit.
Research Team SP6: Synthesis modelling & integration of genetics

Prof. Rötter, PI
TROPAGS

Dr. Hoffmann, PI
TROPAGS

Prof. Siebert, PI
Agronomy

Prof. Confalonieri, CoPa
UNIMI

Dr. Paleari, CoPa
UNIMI

Dr. Tesfaye, CoPa
AGRA

Dr. Fasil, CoPa
CIMMYT

Dr. Magwanga, CoPa
JOOUST

Bayatian, PhD
Agronomy

Mugarura, PhD
TROPAGS

Adera, PhD
Plant Pathology

PhD
TROPAGS
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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










