Nutzen der Biodiversität in der Pflanzenzüchtung

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1 Nutzen der Biodiversität in der Pflanzenzüchtung - aktuelle Beispiele aus der Arbeit des Instituts für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der LfL Dr. Joachim Eder Dr. Stephan Hartmann Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung Arbeitsbereich Futterpflanzen Mais (IPZ 4)

2 Was ist Biodiversität? Biodiversitäts-Konvention (Convention on Biological Diversity, CBD): Die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, darunter unter anderem Land-, Meeres- und sonstige aquatische Ökosysteme und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören; dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten und zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme. Die Reichweite der Biodiversität schließt daher alle Aspekte der Vielfalt in der lebendigen Welt ein. Die Erhaltung und die nachhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt gelten als wichtige Grundlagen für das menschliche Wohlergehen. In der Zerstörung und Zerstückelung von Lebensräumen wird die weitaus größte Gefahr für die biologische Vielfalt auf der Erde gesehen.[ Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

3 Biodiversität bewahren Strategie zum Erhalt der biologischen Vielfalt in Bayern (Bayerische Biodiversitätsstrategie) Strategie zum Erhalt der biologischen Vielfalt in Bayern (Bayerische Biodiversitätsstrategie, Bayerischer Ministerrat ): Zentrale Ziele: Sicherung der Arten- und Sortenvielfalt, Erhaltung der Vielfalt der Lebensräume, Verbesserung der ökologischen Durchlässigkeit von Wanderbarrieren wie Straßen, Schienen und Wehre, Vermittlung und Vertiefung von Umweltwissen. Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

4 Biodiversität bewahren, nutzen und erweitern Pflanzenzüchtung an der LfL Das Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der LfL sichert und fördert pflanzengenetische Ressourcen bei wichtigen Kulturpflanzen in Bayern. Angewandte Züchtungsforschung: Bayerische und außerbayerische Herkünfte wichtiger Pflanzenarten werden erfasst, bewertet und laufend zur Verbesserung des bayerischen Genpools dieser Arten in Züchtungsprojekten eingesetzt. Bearbeitete Arten: Weizen, Gerste, Hafer, Mais, Kartoffeln, Gräser, Leguminosen, Heil- und Gewürzpflanzen, Hopfen Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

5 Biodiversität erhalten, nutzen und erweitern: Pflanzenzüchtung an der LfL Prüfung und Selektion Information zu Genetik Züchtungsforschung an der LfL Kreuzen und Selektieren Information zu Eigenschaften Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

6 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

7 Heil- und Gewürzpflanzen: Inkulturnahme Chinesischer Heilpflanzen Untersuchungen zu über 20 Arten 10 Arten im bayerischen Anbau z.b. Siegesbeckienkraut Züchterische Verbesserung z.b. Chinesisches Hasenohr Heuberger - IPZ 3d 2012

8 Heil- und Gewürzpflanzen: Baldrianzüchtung Ziel: Baldrian mit gröberen Wurzeln zur Aufweitung des Produktionsflaschenhalses Ernte und Aufbereitung Verbesserung der Wettbewerbsposition Heuberger - IPZ 3d 2012

9 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln - Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ 4a 2012

10 Gerste: Erweiterung des Genpools mit exotischen Genmaterial Israelische schwarzspelzige Wildgersten im LfL Genpool Grannenlose mehrzeilige Herz - IPZ 2b 2012

11 Art Herkunft Merkmal H. bulbosum S-Amerika Virusresistenz in Wintergerste H. spontaneum Israel Trockenstressresistenz, Mehltauresistenz H. vulgare Großbritannien Malzqualität H.vulgare Türkei, USA Winterhärte H. vulgare Japan Virusresistenz in Wintergerste H. vulgare Japan, Israel Verbesserte Enzyme, Malzqualität H. vulgare Mutation Kurze Strohlänge H. vulgare Gerste: Erweiterung des Genpools Mutation, Argentinien Stressresistenz Herz - IPZ 2b 2012

12 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ

13 Hopfen: Deutsche Genbank für Hopfen Arbeitsbereich Hopfenforschung des IPZ in Hüll bei Wolnzach In Situ-Erhaltung alter und neuer Hopfensorten Einsatz von Zuchtstämmen und Wildhopfen aus aller Welt in der Züchtung Hopfensammlung Ermöglicht die nachhaltige Züchtung neuer Hopfensorten Voraussetzung für den regionalen Wirtschaftszweig Hopfenproduktion Hüller Zuchtsorten mit neuen Resistenzen gegen Krankheiten und Schädlinge bilden die Basis für eine wirtschaftliche Produktion in Bayern und ganz Deutschland Doleschel IPZ

14 Hopfen: Erweiterung der genetischen Ressourcen neue Variabilitäten Große genetische Variabilität des Hüller Zuchtmaterials 200 Sorten aus In- und Ausland weibliche Zuchtstämme männliche Zuchtstämme Hopfensamen + ständige Erweiterung durch - Sammeln neuer Wildhopfen - Austausch von Zuchtmaterial + - neue Zuchtstämme aus 100 Kreuzungen pro Jahr + ca. 100 vorselektierten Wildhopfen aus Lutz/Seigner - IPZ 5c 2012

15 Hopfen: Genetische Variabilität des Hüller Zuchtmaterials 0.38 PCO GoldenStar Quingdao DaHua B Kirin1/2 Urozani Saazer Typen Early Ultra Choice Lubelski Comet HüllStart Kitamidori JapC-730 Stri.Spalter Cluster Fuggle Hersbrucker USDA HallFort Density HallertauerMfr JapC-966 Olympic Liberty Brewers OT48 Eastwell HüllAnf. Gold Süd Golding Afrika Columbus MountHood Zenith SpalterSelect Apolon Atlas Galena Cascade Progress 81/8/13 Chinook WyeSaxon Crystal JapC-826 C Hall.Gold Toyomidori 88/55/502 Hersb.Pure H.Bitterer WyeViking WyeNorthdown Pride of Ringwood Ahil 88/55/501 Vojvodina Orion HallTradition 82/39/37 FirstGold Buket WyeTarget 91/44/39 Wye Aurora North.Brewer Horizon Challenger Phoenix Pioneer Perle Magnum Taurus Herald 85/54/15 Nugget Yoeman A PCO Lutz/Seigner - IPZ 5c 2012

16 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ

17 Mais: die große Vielfalt Vorfahre: Teosinthe, Balsas River Valley, Süd Mexiko, Domestikation vor ca bis 9000 Jahren [1], [2] [1]Matsuoka, Y. 2005: Origin Matters: lessons from Search for the Wild Ancestor of Maize, Breeding Science 55: [2] Doebley, J. 2004: The genetics of Maize evolution. Annual Rev.Genet.2004 Foto: W. Schmidt KWS Eder - IPZ 4a 2012

18 Mais: Globale Verbreitung Eder - IPZ 4a 2012

19 Mais: Landsorten im LfL-Genpool Bayerische Chiemgauer Rottaler Pfarrkirchner Pauzfelder Tiroler Kemater Kundler Badische Gelber Badischer Rheinthaler Elsässer (verschiedene) Pfarrkirchner- Bayern Kemater- Tirol Blaumais- Salzburg Buntmais- Kärnten Eder - IPZ 4a 2012

20 Eder - IPZ 4a 2012

21 Mais: Biodiversität und Maisanbau Beispiel: Rheintaler Ribelmais Der Rheintaler Ribelmais und die Schwefelbohne haben sich über eine lange Koevolution aneinander angepasst. Foto: E. Körbitz, Salez Eder - IPZ 4a 2012

22 Mischanbau Mais mit Bohnen, Sonnenblumen Biodiversität ins Maisfeld holen! Projektziel: Selektion von Maissorten mit spezieller Eignung zum Mischanbau Fotos: W. Schmidt KWS Eder - IPZ 4a 2012

23 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln - Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ

24 Kartoffeln: Rettung der Bamberger Hörnla Meristemkultur Anbau im Gewächshaus Schwarzfischer 3b - IPZ

25 Kartoffeln: Schwarzblaue aus dem Frankenwald Beschreibung nach UPOV- Richtlinie Ziel: Anmeldung als Erhaltungssorte Kellermann - IPZ 3a 2012

26 Biodiversität und ihre Nutzung in der Pflanzenzüchtung an der LfL Beispielhafte Projekte aus den an der LfL bearbeiteten Arten Heil- und Gewürzpflanzen - Erweiterung des verfügbaren Artenspektrums Gerste Erweiterung des heimischen Genpools zur Verbesserung der agronomischen Eigenschaften und der Qualität Hopfen Deutsche Genbank Hopfen Mais Nutzung von historischen Genmaterial für die Sortenentwicklung Kartoffeln - Erhaltung und Sanierung von historischen Sortenmaterial Gräser Pflanzenzüchtung zur Erhaltung der Vielfalt der Arten und Lebensräume Eder/Hartmann - IPZ

27 Futterpflanzen, Grünland: Besondere Situation und Funktion Einsatz im Grünland heißt i. a. R. Nutzung : in Artengemischen spez. Konkurrenzsituationen mit sehr unterschiedliche Zielen Dauerkultur besondere Standortanpassung nötig an pflanzenbaulichem Extremstandort (wäre sonst Acker) besondere Standortanpassung nötig Bayern besitzt einen eigenen Genpool divers zu Norddeutschland und den meisten in Deutschland zugelassenen Zuchtsorten Hartmann - IPZ 4b 2012

28 Artenreiches Grünland erhalten konkurrenzschwache Arten fördern Beispiel Wiesenschwingel: Früher das bayerische Grünland prägende Art; durch die heute deutlich höhere Nutzungsintensität starker Anteilsrückgang Art hat daneben Perspektive: Klimawandel (Trockenresistenz) Quelle von Resistenzen LfL erweitert die genetische Variabilität dieser Art durch Artkreuzungen mit Deutschem Weidelgras Verbesserung Vielschnittverträglichkeit, Nachsaattauglichkeit (Jugendentwicklung) Hartmann - IPZ 4b 2012

29 Natürliche Benachteiligung mindern - wertvolle Gräser an Extremstandorte anpassen Beispiel Deutsches Weidelgras : Nicht an bayerische Verhältnisse angepasste Sorten wintern rasch aus Beiträge der LfL zur Verbreiterung der ökologische Potenz der wichtigsten Art bei Futtergräsern: Nutzung bayerischer Ökotypen zur Sortenerstellung (IVANA) Rahmenbedingungen für Züchterengagement verbessern: Prüfung auf Ausdauer in Höhenlagen wird Bestandteil WP Entwicklung vom Züchtungstools Hartmann - IPZ 4b 2012

30 Mehrjähriger Anbau bodenbürtigen Krankheiten vorbeugen Beispiel Antracnose bei Rotklee: Auch samenübertragbar; Bayern besitzt ca. ¼ der Rotkleevermehrungsfläche Deutschlands; Feldfutterbau für ökologischen Landbau essentiell Lösungsansätze der LfL: Beschreiben des dt. Sortenspektrums Entwickeln von Markern (Nutzen der Expertise ART Agroscop) Prüfen von Züchtungsstrategien (Ansatz: abgeleitete Sorten) Kleekrebs- mit Antracnoseresistenz kombinieren Hartmann - IPZ 4b 2012

31 Antracnose: Symptome Freilandbestand Foto: Berendonk/LwK NI Hartmann - IPZ 4b 2012

32 Biodiversität bewahren, nutzen und erweitern: Pflanzenzüchtung an der LfL Biodiversitäts-Konvention (Convention on Biological Diversity, CBD): Die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, darunter unter anderem Land-, Meeres- und sonstige aquatische Ökosysteme und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören; dies umfasst die Vielfalt innerhalb der Arten und zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme. Die Reichweite der Biodiversität schließt daher alle Aspekte der Vielfalt in der lebendigen Welt ein. Die Erhaltung und nachhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt gelten als wichtige Grundlagen für das menschliche Wohlergehen. In der Zerstörung und Zerstückelung von Lebensräumen wird die weitaus größte Gefahr für die biologische Vielfalt auf der Erde gesehen.[ Eder/Hartmann - IPZ

33 Biodiversität bewahren, nutzen und erweitern: Pflanzenzüchtung an der LfL Die Erhaltung und die nachhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt gelten als wichtige Grundlagen für das menschliche Wohlergehen. Convention on Biological Diversity, CBD 1998 Eder/Hartmann - IPZ

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Eder/Hartmann - IPZ