Forschungs- und Innovationsprojekt
BigBaking: Sicherung guter Qualitäten und effiziente Nutzung des Bodenstickstoffs bei der Backweizenzüchtung

Im Rahmen des Verbundprojekts BigBaking sollen Möglichkeiten und Strategien aufgezeigt werden, dieser Herausforderung mit den Mitteln der Pflanzenzüchtung zu begegnen.

Abgesehen vom Proteingehalt wird die Backqualität von der Zusammensetzung der Proteine, der Stärkebeschaffenheit und der Enzymaktivität des Korns bestimmt. Inwiefern diese Komponenten zu einer Verbesserung der Qualität beitragen können, wird an der experimentellen Population BMWpop untersucht.

Die BMWpop ist eine an der LfL entwickelte Multiparent-Advanced-Generation-Intercross-Population, bestehend aus 394 rekombinanten Inzuchtlinien, welche einen Großteil der allelischen Diversität des deutschen Genpools repräsentieren. Im Zuge mehrerer Feldversuche wird die BMWpop hinsichtlich agronomischer Merkmale (u.a. Kornertrag), der Backqualität (u.a. Brotvolumen, Rohproteingehalt, Glutengehalt, Sedimentationswert, Fallzahl) und der quantitativen Zusammensetzung der Proteine charakterisiert. Die Quantifizierung einzelner Proteinfraktionen wird dabei durch Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung ermöglicht.
Die Prüfung ganzer Populationen mit quantitativer Proteinanalytik schafft dem Projekt weltweit ein Alleinstellungsmerkmal.
Die Ergebnisse der Proteinanalytik werden mittels multivariater Auswerteverfahren mit den Daten zur Backqualität korreliert. Über Struktur-Wirkungs-Beziehungen sollen für die Backqualität wichtige Proteine identifiziert und Interaktionen aufgeklärt werden. Über Quantitative-Trait-Locus-Analysen sollen Genomregionen identifiziert werden, welche die Qualitätsmerkmale und insbesondere die Menge wichtiger Proteine kontrollieren. Der Effekt dieser Genorte wird schließlich in heterogenen Inzuchtfamilien, welche aus der BMWpop abgeleitet werden, validiert.

Feldversuche unter einer Atmosphäre mit erhöhtem CO₂-Gehalt sollen Zukunftsszenarien abbilden und die Wirkung auf die Proteinzusammensetzung und die Backqualität des Weizens aufzeigen. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen über den Einfluss einzelner Proteine auf die Backqualität, sollen genomische Vorhersagemodelle erarbeitet werden, um diese Komponenten in der Züchtung möglichst effizient nutzen zu können.

Jahrgangsspezifische Unterschiede wirken sich in den Feldversuchen erheblich aus. Deshalb können aussagekräftige Ergebnisse erst auf der Grundlage von Erntemustern aus mehreren Jahren getroffen werden. Valide Aussagen sind Ende des Jahres 2024 zu erwarten.