Züchtungsstrategien zur Verbesserung der Mehltauresistenz

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1 Hopfenforschungszentrum Hüll Züchtungsstrategien zur Verbesserung der Mehltauresistenz A. Lutz, H. Miehle, S. Seefelder, E. Seigner Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Hopfenforschungszentrum Hüll Gesellschaft für Hopfenforschung F.G. Felsenstein, S. Hasyn EpiLogic GmbH, Agrarbiologische Forschung und Beratung, Freising

2 Züchtung neuer Sorten 100 Kreuzungen/Jahr Brauqualität Agronomische Eigenschaften Spezielle Zusammensetzung der ätherischen Öle und Bitterstoffe hoher Ertrag gute Windefähigkeit Resistenz gegen Krankheiten Schädlinge Echter Mehltau Falscher Mehltau Verticillium Blattläuse Rote Spinne Zücht ungsforschung Hopfen 2006

3 Hopfenzüchtung Aromasorten Ertrag Brauqualität Resistenz gegenüber kg /ha Aromapunkte αsäuren (%) Peronospora Cohumulon (%) Vertic. Welke Blattlaus Echter Mehltau Rote Spinne Aromasorten Hallert. Mittelfrüh Hall. Tradition / Spalter Select Perle Saphir Neue Aromasorten Smaragd Opal / Resistenz: sehr gut; gut bis sehr gut; gut; sehr gering; gering bis sehr gering; gering Aromapunkte: 2627 = feine sehr feine Aromaqualität Lut z Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

4 Hopfenzüchtung Bittersorten Ertrag Brauqualität Resistenz gegenüber kg /ha Aromapunkte αsäuren (%) Peronospora Cohumulon (%) Vertic. Welke Blattlaus Echter Mehltau Rote Spinne Bittersorten Nugget Hall. Magnum Hallert. Taurus Hallert. Merkur () Neue Bittersorten Herkules Resistenz: sehr gut; gut bis sehr gut; gut; sehr gering; gering bis sehr gering; gering; Aromapunkte: 2123 = angenehmes Aroma Lut z Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

5 Echter Mehltau (Podosphaera macularis ) 4,9 Mio. für Fungizide (2002) Resistenzzüchtung sehr wichtig Hall.Merkur (2001), Herkules (2005) Resistenz bas.auf R2Gen, noch wirksam 7 Resistenzgene bekannt, alle gebrochen, nur noch regional wirksame Resistenzen Wildhopfen Ressource für neue Mehltauresistenzgene Lut z Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

6 Wildhopfen neue Ressource für Mehltauresistenz Prüfung der Mehltauresistenz im Gewächshaus ( ) Wildhopfen (weltweiter Ursprung) beimpft mit Mehltausporen Reaktion getestet gegen Mehltaustämme, die in der Hallertau vorkommen (v3, v4, v6, vbvirulenztypen) 180 resistente Wildhopfen Lut z Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

7 Prüfung der Mehltauresistenz im Labor ( ) 180 vorgetestete Wildhopfen beimpft mit Mehltaustämmen in der Petrischale (BlattTest) Reaktion getestet gegen Mehltaustämme, die in anderen Hopfenanbaugebieten vorkommen ( v1, v2, v5virulenztyp aus England, USA) 45 resistente Wildhopfen mit anderen Resistenzgenen Lut z Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

8 Echter Mehltau (Podosphaera macularis Sphaerotheca humuli) 4,9 Mio. für Fungizide (2002) Resistenzzüchtung sehr wichtig Hall.Merkur (2001), Herkules (2005) Resistenz bas.auf R2Gen, noch wirksam 7 Resistenzgene bekannt, alle gebrochen, nur noch regional wirksame Resistenzen Wildhopfen Ressource für neue Mehltauresistenzgene Molekulare Marker schnelle Selektion auf Mehltauresistenz Zücht ungsforschung Hopfen 2006

9 Selektion auf Mehltauresistenz mit DNAMarkern DNA mehltauresistent mehltauanfällig eng gekoppelter Marker für R2Gen Vorteile: DNABandenmuster von Sämlingen schnelle zuverlässige Selektion auf Mehltauresistenz mit DNAMarkern spez. DNAMarker für verschiedene Resistenzgene Nachweis von kombinierten Resistenzgenen über DNAMarkern (Pyramidisierung) länger wirksame Resistenz Seefelder Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

10 Schnelles Erkennen von Sämlingen mit DoppelResistenz Nachkommen Buket (Rbu) x 98/27/731 (R2) Eltern Nachkommen Rbu Marker R2 Marker Männlicher Hopfen Weiblicher Hopfen r r r r r r r r r r r ss r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r s r r r r r r r r r r r r s r vielversprechende Sämlinge mit R2 und Rbu Gen (Doppelresistenz) Seefelder Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

11 Echter Mehltau (Podosphaera macularis) 4,9 Mio. für Fungizide (2002) Resistenzzüchtung sehr wichtig Hall.Merkur (2001), Herkules (2005) Resistenz bas.auf R2Gen, noch wirksam 7 Resistenzgene bekannt, alle gebrochen, nur noch regional wirksame Resistenzen Wildhopfen Ressource für neue Mehltauresistenzgene Molekulare Marker schnelle Selektion auf Mehltauresistenz Gentransfer Option für die Zukunft Einbau neuer PilzResistenzgene Miehle Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

12 Pilzresistenz über Gentransfer Vorteile des Gentransfers bei der Resistenzverbesserung Pilzresistenz kann verbessert werden durch den Einbau eines/ weniger Gene keine Veränderung von anderen Eigenschaften (Brauqualität, Ertrag) länger wirksame Resistenz, wenn artfremde Gene verwendet werden (z.b. Gerste, Wein, Bakterien) Forschung bei uns Erarbeitung einer effektiven Methode zur stabilen Transformation Einbau eines Resistenzgens aus mehltaures. Hopfen Miehle Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

13 Mehltauresistenz über Gentransfer aktueller Stand îm Labor mit Mehltau beimpft nicht transgen hoch anfällig transgen verbess. Res. Einbau eines Pilzresistenzgens mit Agrobacterium TDNA left border CaMV sequence Promoter P 1 Exon 1 Res.Gen Exon 2 Exon 3 CaMV sequence poly A nptii bp TDNA right border Regeneration von transgenen Hopfen Saazer` Hall. mfr.` BlattTest auf MehltauResistenz Miehle Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

14 Echter Mehltau (Podosphaera macularis) 4,9 Mio. für Fungizide (2002) Resistenzzüchtung sehr wichtig Hall.Merkur (2001), Herkules (2005) Resistenz bas.auf R2Gen, noch wirksam 7 Resistenzgene bekannt, alle gebrochen, nur noch regional wirksame Resistenzen Züchtungsstrategien: Wildhopfen Ressource für neue Mehltauresistenzgene Molekulare Marker schnelle Selektion auf Mehltauresistenz Gentransfer Einbau neuer Pilzresistenzgene Zücht ungsforschung Hopfen 2006

15 Resistenzzüchtung Wettbewerbsfähigkeit Hopfenforschungszentrum Hüll Spektrum an verschiedenen Aroma und Hochalphasorten mit Resistenz / Toleranz gegenüber Peronospora VerticilliumWelke Echtem Mehltau (3 verschiedene Wege) PrognoseModelle (PeronosporaWarndienst, f. Mehltau in Entwicklg.) Hopfen mit deutlicher weniger PSMitteln zu produzieren umweltschonende,kostengünstige Produktion bester Brauqualität frei von schädlichen PflanzenschutzmittelRückständen Hopfenqualität mit Lebensmittelsicherheit auf höchstem Niveau Seigner Zücht ungsforschung Hopfen 2006

16 Hopfenforschungszentrum Züchtung Klassische Züchtung Genomanalysis: Biotechnologie /Gentransfer: Leitung: Koordination: Anton Lutz Jutta Kneidl Dr. Stefan Seefelder Veronika Mayer Petra Bauer Rebecca Schürmer Dr. Helga Miehle Petra Hartberger Sabine Marchetti Elisabeth Seigner Bernhard Engelhard