Enthüllung der Einsichten: Ein umfassender Überblick über die VCU-Studien des InnoVar-Projekts

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Wir haben nun alle VCU-Versuche des Innovar-Projekts abgeschlossen. Damit sind insgesamt 42 Versuche für Core-Brotweizen und 12 Core-Hartweizenversuche, 18 Dürre- und 12 Bio-Versuche im Rahmen des Projekts abgeschlossen. Insgesamt sind 84 Innovar-Feldversuche abgeschlossen worden. In den ersten beiden Versuchsperioden haben wir festgestellt, dass der Krankheitsdruck in einigen Umgebungen sehr gering war und dass es in diesen Umgebungen keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei in den Core-Versuchen durchgeführten Behandlungen gab. Daher wurden in der dritten Saison zusätzliche Versuche zum Stickstoffmanagement durchgeführt, um die zu Beginn des Projekts nicht vorhergesehene Wechselwirkung zwischen Stickstoffgehalt und Krankheit zu ermitteln. Jeder Versuch umfasste drei Reihen von Sorten: die erste Reihe war allen Versuchen gemeinsam, die zweite für jede ACZ und die letzte war standortspezifisch, und jede Sorte wurde unter drei Fungizid-/PGR-Behandlungsregimen getestet: vollständig, optimiert und minimal.

Bei all diesen Versuchen wurden zahlreiche Daten gesammelt. Dazu gehörten phänotypische, phänomische, Klima- und Bodendaten. Die phänotypischen Daten umfassten dreißig verschiedene phänotypische Merkmale im Zusammenhang mit der Entwicklung und dem Wachstum der Pflanzen, dem Auftreten von Krankheiten und Stress sowie ertragsbezogenen Merkmalen. Zusätzliche Messungen von Ertragskomponenten wie Biomasse und Seneszenz wurden ebenfalls von mehreren Partnern durchgeführt. Die vorläufige Analyse der Daten deutete auf wichtige GxE-Wechselwirkungen hin und zeigte die am besten oder am schlechtesten an die verschiedenen agroklimatischen Zonen (ACZ) angepassten Sorten sowie die wichtigsten klimatischen Variablen auf, die für das Verhalten der Sorten in den ACZ verantwortlich sind. Phenomic umfasste insgesamt 169 Drohnenflüge. Die Daten wurden von den Drohnen mit Hilfe von Micasense-Sensorkameras in 10 verschiedenen wichtigen Wachstumsstadien gesammelt. Es wurden verschiedene Vegetationsindizes in Bezug auf die photosynthetische Aktivität, die Entwicklung der Biomasse und die Stickstoffaufnahme ermittelt. Klimadaten wurden mit Hilfe von Meteostationen gesammelt, die an den VCU-Versuchsstandorten installiert waren. Auch Bodenproben wurden an den verschiedenen Versuchsstandorten entnommen (Basislinie, räumliche Probenahme). Alle gesammelten Daten wurden in die Innovar-Datenbank aufgenommen, die ein wertvolles Ergebnis dieses Projekts darstellt, das im Rahmen des Projekts und in Zukunft von anderen Forschern genutzt werden kann.

Die bereits erfassten Daten ermöglichten eine erste Analyse der genomischen Vorhersagen. Dabei zeigte sich, dass die pannonische ACZ über alle ACZ hinweg die höchste Vorhersagekraft für die meisten agronomischen Merkmale aufwies. Innerhalb der ACZ und der einzelnen Umgebungen stieg die Vorhersagekraft in den meisten Fällen für den Ertrag. Anhand der Modelle wurde auch eine vorläufige Klassifizierung der Sorten nach einer Skala für hohe Leistung und geringes Risiko entwickelt. Diese Klassifizierung steht im Mittelpunkt der Entwicklung der InnoVar-App, die mit der InnoVar-Website und -Datenbank verknüpft ist und es den Landwirten ermöglichen wird, je nach Standort, Klima und Krankheitsrisiko die am besten geeignete Sorte auszuwählen.

Das Innovar-Versuchsprotokoll enthält im Vergleich zu herkömmlichen VCU-Versuchen zusätzliche Behandlungen, um die Nachhaltigkeit der Sorten im Versuch zu messen. Darüber hinaus ermöglicht das Versuchsdesign einen statistischen Vergleich zwischen Szenarien mit geringem und hohem Risiko, z. B. mit und ohne Fungizid. Das Potenzial zur Abschätzung der Nachhaltigkeitseigenschaften der Sorten wird anhand der Daten aus den VCU-Kernversuchen ermittelt. Der Vergleich der Sortenleistung über mehrere ACZ und Wachstumsperioden hinweg wird auch einen Hinweis auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Reihe von biotischen und abiotischen Stressfaktoren geben. Die vorläufige Überarbeitung der VCU-Protokolle wird DUS/VCU-Kreuzungsmerkmale wie Wuchsform, Ährenschieben oder Pflanzenhöhe umfassen. Methoden zur Einbeziehung von Merkmalen für Nachhaltigkeit, Widerstandsfähigkeit und DUS/VCU-Kreuzungen werden derzeit untersucht und gegebenenfalls in überarbeitete VCU-Protokolle aufgenommen.

Insgesamt werden die VCU-Versuche und die daraus gewonnenen Informationen dazu beitragen, eine leistungsfähige Ressource für die laufende Forschung zu schaffen, die eine effizientere Ressourcennutzung, ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Umwelt und die Vorhersage der Reaktionen der Sorten auf den Klimawandel ermöglicht.

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