Wir nähern uns mit schnellen Schritten der endgültigen Ertragskapazität unserer wenigen Nutzpflanzenarten und ihrer Toleranz gegenüber biotischem und abiotischem Stress an. Um mit der Geschwindigkeit des Klimawandels und seinen Auswirkungen auf die Landwirtschaft konkurrieren zu können, muss die Pflanzenzüchtung neue, multidisziplinäre Ansätze verfolgen, um den genetischen Zugewinn zu erhöhen. Unter anderem stellt die Genomik eine zentrale Methode zur Verbesserung von Pflanzen dar. Mit ihrer Hilfe lassen sich genetische Varianten identifizieren, die den phänotypischen Unterschieden zugrunde liegen, sowie neuartige Merkmale und molekulare Prozesse beschreiben, die als Beispiel an biotischer und abiotischer Stresstoleranz beteiligt sind.

Genetische Marker als vielversprechendes Werkzeug

Genetische Marker sind ein sehr vielseitiges Werkzeug und werden häufig in der Grundlagenforschung und angewandten Pflanzenforschung sowie in Züchtungs- und Selektionsprogrammen verwendet. Unser Team verwendet modernste Multi-Omik-Technologien (Genomik, Transkriptomik, Phänomik) und bioinformatische Modelle um genetische Marker für Modell- als auch Nicht-Modell Pflanzenorganismen zu entwickeln und zu charakterisieren. Je nach Marker-Typus (SSR oder SNP) kommen unterschiedliche Methoden für deren weitere Analyse und Validierung zur Anwendung. So werden SNP-basierte Marker bevorzugt unter der Verwendung der Hochdurchsatz-MassARRAY® Genotypisierungstechnologie (Agena Bioscience®) untersucht.

DNA-Extraktion und DNA-Langzeitlagerung

Seit Jahren führen wir erfolgreich DNA-Extraktionen aus verschiedensten Gewebetypen sowie unterschiedlichster Organismen durch. Bei einer hohen Probenanzahl auch gestützt durch entsprechende Robotik. Dieses Know-how wird auch im Bereich der Extraktion und Sequenzierung von eDNA (environmental DNA) angewendet. Über unsere im Jahr 2003 eingerichtete DNA-Bank bieten wir eine langfristige Lagerung von biologischem Material (z.B. gDNA, Gewebe) unter optimalen Temperaturbedingungen und entsprechenden Metadaten gemäß strengen Qualitätsstandards, welche über ein entsprechendes Laborinformationsmanagementsystem garantiert werden. Weitere Informationen finden sich auf www.dnabank.at.

Bioinformatik

Das Herzstück unserer Forschungsarbeiten bilden aber die generierten biologischen Daten. Unser Bioinformatik-Team verwendet etablierte Pipelines und Tools für die Analyse von Genomik- und Transkriptomik-Daten, arbeitet aber auch an neuartigen Konzepten für die Integration von Multi-Omik-Daten. Mit den neuesten Frameworks für maschinelles Lernen erstellen wir Modelle für die Vorhersage interessanter Merkmale mit dem Ziel, die Züchtung widerstandsfähiger Pflanzen gegen den Klimawandel zu beschleunigen.

Ausgewählte Projekte