Projektdetails

BMNT101392
02.10.2019
10.05.2023
beendet
ERA-NET SUSCROP: Untersuchungen des Kartoffel-Mikrobioms für die Entwicklung nachhaltiger Züchtungs- und Produktionsstrategien
-
192.417,44
Programm für Forschung und Entwicklung im BMLFUW
nein

beteiligte Personen/Organisationen

RolleLfnrName
Auftraggeber1Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus (bis 9.1.2020)
Auftraggeber2Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus (bis 17.07.2022)
Auftraggeber3Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Auftragnehmer1Technische Universität Graz

zugeordnete Wissenschaftszweige

Wissenschaftszweige
LAND- U. FORSTWIRTSCHAFT, VETERINÄRMEDIZ

Abstract deutsch

Die Ergebnisse des Projekts ​„PotatoMETAbiome“ haben zur Entwicklung nachhaltiger Formen des Kartoffelanbaus beitragen, die derzeit weitgehend auf einem hohen Anteil an Düngemitteln, Pestiziden und Wasser beruhen, indem neune Einblicke in die Funktionen des Bodenmikrobioms und Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben gewonnen wurden. Um einen nachhaltigen Kartoffelanbau zu ermöglichen, ist es förderlich Pflanzen als Meta-Organismen zu betrachten, die vielerlei Interaktionen mit ihrem Mikrobiom eingehen. Im Projekt wurden neue Einblicke in die Interaktion der Kartoffelpflanze mit dem Bodenmikrobiom gewonnen und deren Rolle im Zusammenhang mit unterschiedlichen Kartoffelkultivaren mit unterschiedlicher Anfälligkeit für (a)biotischen Stress untersucht. Darüber hinaus wurden wichtige mikrobielle Stämme untersucht, welche sich positiv bei widrigen Verhältnissen auswirken. Die daraus resultierenden Ergebnisse wurden in Feldversuchen untersucht, um ihre Einsetzbarkeit unter realen Bedingungen zu verifizieren. Die gewonnenen Ergebnisse werden die Entwicklung eines nachhaltigen Kartoffelanbaus in den wichtigsten europäischen Anbaugebieten fördern. Dieser Ansatz könnte auch Auswirkungen auf künftige Züchtungsstrategien haben und die Widerstandsfähigkeit von Kartoffeln gegen Umweltprobleme im Zusammenhang mit dem Klimawandel verbessern. Insbesondere die Entwicklung von Pflanzen mit optimaler Bodenbearbeitung (verbesserte Wurzelbiomasse) und Mikrobiom-Akquirierung wird die Auswirkungen abiotischer Belastungen wie Trockenheit sowie biotischer Belastungen durch Krankheitserreger verringern. Zusätzlich verbessern diese Eigenschaften die Ressourcennutzungseffizienz der Pflanze durch Wechselwirkungen mit nützlichen Mikroben. Diese Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Kartoffeln wird zu einem Rückgang des Einsatzes von Düngemitteln und Pestiziden führen, wodurch der ökologische Fußabdruck der Kartoffelproduktion verringert werden könnte. Im abgeschlossenen Projekt wurden mikrobielle Konsortien mittels moderner Hochdurchsatzsequenzierungen von Pflanzenproben evaluieret um ihren Einsatz anschließend zu optimieren. Dazu wurden bioinformatische Analysen basierend auf neuesten Verfahren durchgeführt und die aus Feldversuchen erhaltenen Daten unter Verwendung von geeigneten Statistikverfahren korreliert. Daraus wurden Daten gewonnen, die dazu genutzt werden können um nachhaltige Anwendungen für den Kartoffelanbau weiter zu verbessern.

Abstract englisch

The results of the PotatoMETAbiome project have contributed to the development of sustainable forms of potato cultivation, currently largely based on high levels of fertilizers, pesticides and water, by providing new insights into the functions of the soil microbiome and plant-microbe interactions. To enable sustainable potato production, it is beneficial to consider plants as meta-organisms that engage in many interactions with their microbiome. In this project, new insights into the interactions of the potato plant with the soil microbiome were obtained and their role in the context of different potato cultivars with different susceptibility to (a)biotic stress was investigated. In addition, important microbial strains that have a positive effect in adverse conditions were investigated. The resulting findings were validated in field trials to verify their applicability under production conditions. The results obtained will promote the development of sustainable potato cultivation in the main European growing areas. This approach could also have implications for future breeding strategies and improve potato resilience to environmental problems associated with climate change. In particular, developing plants with optimal tillage (improved root biomass) and microbiome acquisition will reduce the impact of abiotic stresses such as drought, as well as biotic stresses from pathogens. In addition, these traits could improve the resource use efficiency of the plant through interactions with beneficial microbes. This improvement in potato resilience will lead to a decrease in fertilizer and pesticide use, which could reduce the environmental footprint of potato production. In the completed project, microbial consortia were evaluated using modern high-throughput sequencing of plant samples to subsequently optimize their use. For this purpose, bioinformatic analyses based on state-of-the-art methods were performed and data obtained from field trials were correlated using appropriate statistical methods. From this, data were obtained that can be used to further improve sustainable applications for potato cultivation.