This page was automatically translated by DeepL

Feldversuche und Plattformen zur Phänotypisierung

Genetische Analysen (QTL-Kartierung) und ökophysiologische Analysen wurden auf der Grundlage umfangreicher Datenbanken durchgeführt, die in Feld- und Plattformversuchen gesammelt wurden. Feldversuche zielten darauf ab, die Ertragsreaktion von SolACE-Panels auf Variationen der Ressourcenverfügbarkeit zu bestimmen. Mit Hilfe von Phänotypisierungsplattformen und Versuchen unter kontrollierten Bedingungen sollten Daten über die Wurzelarchitektur und die Reaktion des Mikrobioms auf kombinierte Ressourcenimitationen gesammelt werden.

Eine breite Palette von Weizengenotypen wurde in vier Feldversuchen unter kontrollierten und kombinierten Stressbedingungen getestet. 250 Brotweizengenotypen wurden in Feldversuchen in Levroux (Frankreich) und Gréoux-les-Bains (Frankreich) getestet. Weitere 250 Hartweizengenotypen wurden in Feldversuchen in Foggia, Italien, und Mauguio, Frankreich, getestet. Darüber hinaus wurden die großen Diversitätspanels in Versuchen auf der Phänotypisierungsplattform in Louvain, Belgien, und Dijon, Frankreich, auf der Wurzelebene phänotypisiert.

In einem zweiten Schritt wurden 80 ausgewählte Genotypen (40 Brotweizen und 40 Hartweizen) ausgewählt, die in halbkontrollierten Feldversuchen in Gréoux-les-Bains und Clermont (Frankreich) und Kopenhagen (Dänemark) sowie in einer Phänotypisierungsplattform in Montpellier (Frankreich) eingehender analysiert wurden.

Zusätzlich zu den Brot- und Hartweizenversuchen wurden auch 24 Kartoffelsorten in einer Kartoffelgewächshausplattform in Dundee, Schottland, getestet.

Genetische Informationen aus diesen groß angelegten und gezielten Versuchen wurden in einem Modellierungsrahmen kombiniert, der funktionale strukturelle Pflanzenmodelle (FSPM) und Kulturpflanzenmodelle miteinander verbindet, um unser Verständnis der Leistung von Kulturpflanzen unter Einschränkungen zu verbessern.

Neuigkeiten über die Phänotypversuche

Eighty genotypes of wheat (40 out of 250 bread wheat and 40 out of 250 durum wheat) were selected to be analysed in greater detail in the upcoming phenotyping platform trials and semi-controlled field trials. The genotype selection was an important step in order to ensure a large amplitude of response variation, within the subsets of genotypes, under combined limitation of water and nitrogen.

SolACE bread wheat field trial in Gréoux-les-Bains conducted by Arvalis. Photo: Marco Cosme, June 2018.

Figure 1: Contrasted response of the bread wheat SolACE panel (250 genotypes). Selected genotypes are marked with crosses (meaning of colours: see legend). Pierre Martre. September 2018.

One of the goals of the SolACE project is to better understand crop and microbiome responses to combined water and nutrient limitations. The genotype selection therefore aimed to ensure a high amplitude of genotype responses in the phenotyping platform and field trials. In order to achieve this, data were collected from various sources:

Four SolACE field trials located in France and Italy,
Experiments carried out under controlled conditions by SolACE project partners (e.g., an experiment carried out by the Université catholique de Louvain (UCL) about the root angle of young seedlings).
Data coming from prior field and platform trials (e.g., ArchiRac project, ARVALIS data).

The data were organized into huge data files, with about 250 lines coming from the bread wheat diversity panel and about 250 genotypes from the durum wheat diversity panel. It was decided to separate the analyses between bread and durum wheat to enable more focused discussions and analyses.

The 40 genotypes of bread wheat were selected based on the ‘LEPSE method’: each genotype was assigned a score according to its response to different environments. The sum of these scores was used to compare the genotypes as it can be considered as a good indicator of stress response across the different environments. The highest values were selected as “tolerant” and the lowest as “sensitive” (see Figure 1). Within those genotypes, care was taken to also keep genotypes with contrasting root traits as well as hybrids and their parents. This method was selected because it kept the largest diversity of response among the 40 selected genotypes.

To ensure a wide variety of responses in the selection of durum wheat, each of the three section from the whole panel was analyzed individually. For each section, the genotypes with the highest and lowest score (as explained above in bread wheat) were selected to form a group of 40 contrasting genotypes coming from the different sections.

We will now conduct more detailed platform and field trials to deeper understand how the selected genotypes react to a combined stress in water and nitrogen and carry out further (eco-)physiological characterization.

Further information

Contact

Clothilde Collet, Université Catholique de Louvain

Selection of subsets of genotypes of bread wheat and durum wheat

Further information

Contact