Increasing productivity of barley cultivars using a wild barley introgression library in fields under nitrogen stress and diverse preceding crop combinations

Abstract

Die moderne Landwirtschaft muss Produktionssteigerung mit einem ressourcenschonenden Einsatz von Wasser, Nährstoffen, Boden und Energie in Einklang bringen. Der gegenwärtige Genpool der Ackerkulturen weist jedoch nur eine eingeschränkte genetische Vielfalt auf. Eine Möglichkeit, die verminderte Anpassungsfähigkeit von Elitesorten an unterschiedliche Klimabedingungen und Anbauorte zu überwinden, besteht darin, durch Introgressionsstudien vorteilhafte Wildallele zu gewinnen. Die Verwendung von Introgressionsbibliotheken in Feldversuchen ermöglicht die Sammlung einer breiten Palette phänotypischer Informationen im Kontext unterschiedlichster Anbaufaktoren und -anforderungen. In dieser Studie wurde ein vierjähriger Praxisversuch durchgeführt, bei dem Gerstenintrogressionslinien der S42IL-Population verwendet und in verschiedenen Anbauregimen kombiniert wurden. Erste Einblicke in die Komplexität der QTL-Analyse im Feld verbunden mit verschiedenen Vorfruchtarten sowie Stickstoffdüngungen konnten mit Hilfe der vorliegenden Ergebnisse gewonnen werden.

Modern agriculture has to reconcile the demand for increasing efficiency and care of plants to efficiently use resources like water, nutrients, soil and energy. However, the current gene pool of arable crops shows only minimal genetic diversity. One way to overcome this reduced adaptability of elite cultivars to diverse climate conditions and cultivation sites is to gain advantages from including related wild alleles in breeding studies. Using introgression libraries in field trials enables the collection of a wide range of phenotypic information in the context of hands-on requirements while considering multiple cultivation factors. With this multi-environment trial, two field studies using barley introgression lines of the S42IL population under different cultivation regimes were conducted. With the help of the presented results first insights into the complex topic of combining different preceding crops and nitrogen fertilization for QTL analysis were gained.