Körnerleguminosen Genomik

Forschungsziele

Hülsenfrüchte spielen eine wichtige Rolle in der menschlichen und tierischen Ernährung, aber auch bei der Förderung der Agrobiodiversität und den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit. Die unabhängige Forschungsgruppe Körnerleguminosen Genomik (KLG) hat das Ziel, die heimische Produktion von proteinreichen Leguminosen zu steigern. Die Abhängigkeit von importierten Proteinen soll dadurch verringert aber auch Alternativen zu einer fleischlastigen Ernährung geschaffen werden. Wir untersuchen die genetischen Grundlagen der agronomischen Eigenschaften, der Proteinqualität und des Nährwerts von Körnerleguminosen wie der Ackerbohne (Vicia faba). Zudem konzentrieren wir uns auf neue Eigenschaften, die für die agrarökologische Umstellung von Bedeutung sind.

Unsere Forschungsaktivitäten umfassen:

  • die umfassende Charakterisierung und Mobilisierung der genetischen Vielfalt der in Genbanken erhaltenen Vielfalt
  • die Entwicklung genomischer Ressourcen wie die Erstellung eines Pan-Genoms und darauf aufbauend eines Diversitätsatlasses zur Förderung grundlegender Forschungsansätze
  • Die molekulare Aufklärung von agronomischen und qualitativen Merkmalen zur Förderung einer molekular assistierten Züchtung
  • eine enge Interaktion mit allen Interessengruppen entlang der landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette in Europa: Züchter, Landwirte sowie Lebens- und Futtermittelindustrie.

Die Gruppe trägt zu den IPK-Forschungsthemen „Erschließungskonzepte für pflanzengenetische Ressourcen“, „Genomdiversität und Evolution“ und „Wachstum und Stoffwechsel“ bei.

Autor
Titel
2024

Huang Y, Maurer A, Giehl R F H, Zhao S, Golan G, Thirulogachandar V, Li G, Zhao Y, Trautewig C, Himmelbach A, Börner A, Jayakodi M, Stein N, Mascher M, Pillen K, Schnurbusch T:

Dynamic phytomeric growth contributes to local adaptation in barley. Mol. Biol. Evol. 41 (2024) msae011. https://dx.doi.org/10.1093/molbev/msae011

Jayakodi M, Lu Q, Pidon H, Rabanus-Wallace M T, Bayer M, Lux T, Guo Y, Jaegle B, Badea A, Bekele W, Brar G S, Braune K, Bunk B, Chalmers K J, Chapman B, Jørgensen M E, Feng J-W, Feser M, Fiebig A, Gundlach H, Guo W, Haberer G, Hansson M, Himmelbach A, Hoffie I, Hoffie R E, Hu H, Isobe S, König P, Kale S M, Kamal N, Keeble-Gagnère G, Keller B, Knauft M, Koppolu R, Krattinger S G, Kumlehn J, Langridge P, Li C, Marone M P, Maurer A, Mayer K F X, Melzer M, Muehlbauer G J, Murozuka E, Padmarasu S, Perovic D, Pillen K, Pin P A, Pozniak C J, Ramsay L, Pedas P R, Rutten T, Sakuma S, Sato K, Schüler D, Schmutzer T, Scholz U, Schreiber M, Shirasawa K, Simpson C, Skadhauge B, Spannagl M, Steffenson B J, Thomsen H C, Tibbits J F, Nielsen M T S, Trautewig C, Vequaud D, Voss C, Wang P, Waugh R, Westcott S, Rasmussen M W, Zhang R, Zhang X-Q, Wicker T, Dockter C, Mascher M, Stein N:

Structural variation in the pangenome of wild and domesticated barley. Nature 636 (2024) 654–662. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08187-1

Mascher M, Jayakodi M, Shim H, Stein N:

Promises and challenges of crop translational genomics. Nature 636 (2024) 585–593. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07713-5

Sankaran D, Adhimoolam K, Jayakodi M, Manickam S, Mannu J, Natesan S:

Progress in genomic-driven breeding for improving the disease and insect pest resistance in black gram (Vigna mungo). Physiol. Mol. Plant Pathol. 133 (2024) 102368. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2024.102368

Schreiber M, Jayakodi M, Stein N, Mascher M:

Plant pangenomes for crop improvement, biodiversity and evolution. Nat. Rev. Genet. 25 (2024) 563-577. https://dx.doi.org/10.1038/s41576-024-00691-4

Subbulakshmi K, Karthikeyan A, Murukarthick J, Dhasarathan M, Naveen R, Sathya M, Lavanya B, Iyanar K, Sivakumar S, Ravikesavan R, Sumathi P, Senthil N:

Consensus genetic linkage map and QTL mapping allow to capture the genomic regions associated with agronomic traits in pearl millet. Planta 260 (2024) 57. https://dx.doi.org/10.1007/s00425-024-04487-y

Thirulogachandar V, Govind G, Hensel G, Kale S M, Kuhlmann M, Eschen-Lippold L, Rutten T, Koppolu R, Rajaraman J, Palakolanu S R, Seiler C, Sakuma S, Jayakodi M, Lee J, Kumlehn J, Komatsuda T, Schnurbusch T, Sreenivasulu N:

HOMEOBOX2, the paralog of SIX-ROWED SPIKE1/HOMEOBOX1, is dispensable for barley spikelet development. J. Exp. Bot. 75 (2024) 2900-2916. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erae044

Van Binh N, Kim M J, Giang V N L, Lee Y S, Jayakodi M, Park H-S, Mohanan P, Kang K B, Ryu B, Park E J, Park T K, Yang T-J:

Improved biomass and metabolite production in hairy root culture in various genotypes of Panax ginseng through genetic transformation. Plant Cell Tiss. Organ Cult. 156 (2024) 43. https://dx.doi.org/10.1007/s11240-023-02644-x

Yuan Z, Rembe M, Mascher M, Stein N, Jayakodi M, Börner A, Oldach K, Jahoor A, Jensen J D, Rudloff J, Dohrendorf V-E, Kuhfus L P, Dyrszka E, Conte M, Hinz F, Trouchaud S, Reif J C, El Hanafi S:

Capitalizing genebank core collections for rare and novel disease resistance loci to enhance barley resilience. J. Exp. Bot. 75 (2024) 5940-5954. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erae283

Zhang H, Fechete Lavinia I, Himmelbach A, Poehlein A, Lohwasser U, Börner A, Maalouf F, Kumar S, Khazaei H, Stein N, Jayakodi M:

Optimization of Genotyping-by-Sequencing (GBS) for germplasm fingerprinting and trait mapping in faba bean. Legume Sci. 6 (2024) e254. https://dx.doi.org/10.1002/leg3.254

2023

Jayakodi M, Golicz A A, Kreplak J, Fechete L I, Angra D, Bednář P, Bornhofen E, Zhang H, Boussageon R, Kaur S, Cheung K, Čížková J, Gundlach H, Hallab A, Imbert B, Keeble-Gagnère G, Koblížková A, Kobrlová L, Krejčí P, Mouritzen T W, Neumann P, Nadzieja M, Nielsen L K, Novák P, Orabi J, Padmarasu S, Robertson-Shersby-Harvie T, Robledillo L Á, Schiemann A, Tanskanen J, Törönen P, Warsame A O, Wittenberg A H J, Himmelbach A, Aubert G, Courty P-E, Doležel J, Holm L U, Janss L L, Khazaei H, Macas J, Mascher M, Smýkal P, Snowdon R J, Stein N, Stoddard F L, Stougaard J, Tayeh N, Torres A M, Usadel B, Schubert I, OSullivan D M, Schulman A H, Andersen S U:

The giant diploid faba genome unlocks variation in a global protein crop. Nature 615 (2023) 652-659. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-023-05791-5

2022

Kamal N, Lux T, Jayakodi M, Haberer G, Gundlach H, Mayer K F X, Mascher M, Spannagl M:

The barley and wheat pan-genomes. In: Edwards D (Ed.): Plant bioinformatics: methods and protocols. (Series: Methods in molecular biology, Vol. 2443) New York, NY: Humana (2022) ISBN 978-1-0716-2066-3, 147-159. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-0716-2067-0_7

Sudha M, Karthikeyan A, Madhumitha B, Veera Ranjani R, Kanimoli Mathivathana M, Dhasarathan M, Murukarthick J, Samu Shihabdeen M N, Eraivan Arutkani Aiyanathan K, Pandiyan M, Senthil N, Raveendran M:

Dynamic transcriptome profiling of mungbean genotypes unveil the genes respond to the infection of mungbean yellow mosaic virus. Pathogens 11 (2022) 190. https://dx.doi.org/10.3390/pathogens11020190

Wang Y, Habekuss A, Jayakodi M, Mascher M, Snowdon R J, Stahl A, Fuss J, Ordon F, Perovic D:

High-resolution mapping of Barley mild mosaic virus resistance gene rym15. Front. Plant Sci. 13 (2022) 908170. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2022.908170

Yu G, Matny O, Champouret N, Steuernagel B, Moscou M J, Hernández-Pinzón I, Green P, Hayta S, Smedley M, Harwood W, Kangara N, Yue Y, Gardener C, Banfield M J, Olivera P D, Welchin C, Simmons J, Millet E, Minz-Dub A, Ronen M, Avni R, Sharon A, Patpour M, Justesen A F, Jayakodi M, Himmelbach A, Stein N, Wu S, Poland J, Ens J, Pozniak C, Karafiátová M, Molnár I, Doležel J, Ward E R, Reuber T L, Jones J D G, Mascher M, Steffenson B J, Wulff B B H:

Aegilops sharonensis genome-assisted identification of stem rust resistance gene Sr62. Nat. Commun. 13 (2022) 1607. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-29132-8

Zhang H, Mascher M, Abbo S, Jayakodi M:

Advancing grain legumes domestication and evolution studies with genomics. Plant Cell Physiol. 63 (2022) 1540–1553. https://dx.doi.org/10.1093/pcp/pcac062