Wild barley, a resource to optimize yield stability and quality of elite barley : kumulative Dissertation

Abstract

Die Wildgerstenpopulation Halle Exotic Barley-YIELD (HEB-YIELD), ist eine Subpopulation der „nested association mapping“ Population HEB-25, welche verwendet wurde um die Bedeutung der Pflanzenentwicklung auf abiotische Stresstoleranz (Stickstoffmangel, Trocken- & Salzstress) und Ertragsbildung innerhalb eines weltweiten Feldversuchs zu untersuchen. Mit Dundee (UK), Halle (GER), Al-Karak (JOR), Dubai (UAE) und Adelaide (AUS) standen fünf sehr unterschiedliche Umwelten zur Verfügung. Des Weiteren konnte durch signifikante Effekte von vier Hauptblühgenen (Ppd-H1, Sdw1, Vrn-H1 and Vrn-H3) auf Pflanzentwicklung, Ertragskomponenten, Kornertrag und Korninhaltsstoffen die Wichtigkeit der Pflanzenentwicklung bestätigt werden. Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine ausgeprägte negative Korrelation zwischen Ertrag und Kornqualität in Gerste besteht. Die nasschemische Analyse von Korninhaltstoffen ist kostspielig, allerdings kann sie teilweise durch den Einsatz von hyperspektraler Bildgebung ersetzt werden. Der Erfolg von hyperspektraler Bildgebung ist maßgeblich durch ausgereifte Kalibrationsmodellen beeinflusst.

The wild barley population Halle Exotic Barley-YIELD (HEB-YIELD), a subset of the nested association mapping population HEB-25, has been used to investigate the importance of plant development on abiotic stress tolerance (nitrogen deficiency, drought stress & salt stress) and yield formation in a worldwide field study. The locations encompassed a diverse set of environments, Dundee (UK), Halle (GER), Al-Karak (JOR), Dubai (UAE) and Adelaide (AUS). Furthermore, the relevance of plant development has been highlighted by uncovering significant effects of four major flowering time loci (Ppd-H1, Sdw1, Vrn-H1 and Vrn-H3) on plant development itself, as well as on yield components, grain yield and grain nutrient concentration. It could be demonstrated that there exists a pronounced negative relationship between yield and grain quality in barley. Exemplified by low nutrient concentrations in high yielding genotypes. The classic analysis of grain quality is expensive, but can be partly replaced by the application of hyperspectral imaging (HSI) as shown for mature barley grains of HEB-YIELD. For the success of HSI a trustworthy calibration model is essential.