Zuchtmethoden und -erfolge in der Getreidezüchtung. Dr. Lorenz Hartl

Transkript

1 Zuchtmethoden und -erfolge in der Getreidezüchtung Dr. Lorenz Hartl

2 Ertrag dt/ha Ertragsentwicklung des Winterweizens Schleswig-Holstein y = -0,0391x ,97x R² = 0, Schleswig-Holstein 50 Trend Schleswig-Holstein BEE, Jahr

3 Ertrag dt/ha Ertragsentwicklung des Winterweizens y = -0,0355x ,38x R² = 0, Schleswig- Holstein 50 Trend Schleswig- Holstein BEE, Jahr

4 Ertragsentwicklung des Winterweizens BEE, Ertrag dt/ha Jahr Bayern Niedersachsen Schleswig-Holstein Deutschland Trend Bayern

5 Ertrag dt/ha Zuchtfortschritt A-Weizen 95 y = 0,6135x ,4 R² = 0, Batis Magnus Ludwig Cubus Tommi Sokrates Jenga Impression Toras 80 Astron Toronto Tambor Transit Herzog 75 Sperber 70 LSV Bayern adjustiert, lsmeans Jahr

6 Ertrag dt/ha Zuchtfortschritt B-Weizen 95 y = 0,5434x R² = 0,7469 Manager Terrier Dekan Drifter Borneo Flair Anthus Ephoros Skater Vergas Mulan 80 Ares OrestisGreif Futur Ritmo 75 Kanzler Jahr LSV Bayern adjustiert, lsmeans

7 Verteilung der Qualitätsgruppen bei Winterweizen in Deutschland % 90% 80% 70% 60% 50% 40% E-Sorten A-Sorten B-Sorten C-Sorten 30% 20% 10% 0% Quelle: BEE

8 Zuchtziele bei Getreide Agronomische Leistung Widerstandsfähigkeit gegen abiotischen Stress Resistenz gegen Schadorganismen Qualität für verschiedene Verwendungszwecke

9 x x x x Zuchtschema - Stammbaumzüchtung Jahr A B, (AxB) x C, (AxB) x B Mikro- Prüfung 2 Orte 2011 x x x x Ab F 2 Feldinfektion mit Mehltau und Gelbrost Kreuzen braucht Fingerspitzengefühl 2015 BPZ Prüfung LfL 4 Orte BPZ Prüfung Züchter 10 Orte x Saatgut aus Restreihen Künstliche Infektion im Feld 2016 BPZ / Züchter a b c Weiterführung als Kreuzungselter Hauptprüfung Linienaufbau - Erhaltungszüchtung Wertprüfung durch Bundessortenamt Landessortenversuche

10 Weizen x Mais Methode zur Erzeugung von doppelhaploiden Weizenpflanzen Maisrispe Letztes Nodium Weizenähre Antheren Weizenblüte Entfernen der Weizenantheren Bestäuben der Weizenblüten mit Maispollen Hormonbehandlung Colchizinbehandlung Entnahme der Etablierung haploiden Embryonender Embryonen unter dem Binokular Beginn Regeneration Haploide Pflanzen doppelhaploide Pflanzen

11 Vergleich Haploidie- und konventionelle Züchtung Antherenkultur oder Weizen X Mais-Methode Homozygotiegrad 0 50 F 0 F 1 F 2 Kreuzung Vermehrung Einzelpflanzenanbau F 3 75 Einzelährenanbau haploide Pflanze 87,5 93,7 F 4 F 5 A-Stämme Einzelährennachkommenschaft Vor-(Mikro-)prüfung Colchizinbehandlung 96,9 98,4 F 6 F 7 1. Leistungsprüfung an mehreren Orten 2. Leistungsprüfung doppelhaploide Pflanze 100 % homozygot 99,2 99,6 F 8 F 9 3. Leistungsprüfung WP 1 u. weitere G. Daniel-IPZ 1a

12 Intensive Resistenzprüfungen Künstliche Inokulation mit Fusarium culmorum und Septoria tritici Bild: J. Holzapfel

13 DON (mg/kg) DON-Belastung Fungizidwirkung ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ohne fusariumwirksames Fungizid zur Blüte mit fusariumwirksamen Fungizid zur Blüte (IPZ2a, AQU4)

14 DON (mg/kg) DON-Gehalte ausgewählter Sorten nach Maisstoppeleinstreu ,2 APS 3 APS 4 APS 5 APS 6 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 * Einstufung der Fusariumanfälligkeit durch das Bundessortenamt Berechnung mit LSMeans (IPZ2a, AQU4)

15 Voraussetzung: Variabilität im Zuchtgarten

16 Erweiterung der genetischen Variabilität Weizen: Primärer Genpool: homeologe Genome Landrassen, Wild- und Kulturemmer Einkorn Ae. tauschii Sekundärer Genpool: zumindest ein homeologes Genom Polyploide Triticum und Aegilops Spezies Tr. Timopheevii Aegilops Zunehmender Linkage Drag? -unerwünschte nachteilige Gene bzw. Genbereiche Tertiärer Genpool: keine homeologen Chromosomen Aegilops, Agropyron Secale Genpools bei Weizen nach Friebe et al H. Kempf 2007

17 Zuchtfortschritt bei der Halmbruchresistenz Unterstrichene Sorten mit dem Resistenzgen Pch1 aus Aegilops vetricosa Daten: Beschreibende Sortenliste 2009, ab Zulassung 2004 und M. Koch, DSV Anfälligkeit für Pseudocercosporella Cetus E Adler Skagen Impression Kranich Meteor Mirage Schamane Toras Jafet Event Magister Privileg Sobi Milvus Brilliant Discus Elegant Lucius Pamier Quebon Boomer Paroli Potenzial Retro Actros Akratos Alitis Anthus Buteo Esket Heroldo Jenga Mulan Mythos Skalmeje Tuareg Carenius Inspiration Julius Kredo JB Asano Profilus Tarkus Zappa Leiffer Sophytra Hycory Format Zobel 1 Striker Certo Hermann Türkis Manager Tabasco APS Kornertrag

18 Markergestütze Selektion bei Gerste - Resistenz gegen das Gelbmosaikvirus (BaYMV) Resistenzquellen Ragusa b 1937 Dalmatin. Wechselgerste ym4 Mokusekko Japan. Sommergerste ym1 + ym5 Hiberna Nacktgerste ym10 Zuchtmaterial

19 Anteil der virusresistenten Sorten Erfolg der BYMV-resistenten Wintergerstensorten 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% mehrzeilig zweizeilig 20% 10% 0% Zulassung Jahrgang Daten: Beschreibende Sortenliste

20 Ertrag dt/ha Ertragsfortschritt bei der Wintergerste 85 Campanile* 80 Opal Cantare* Finesse* Verticale* Carrero Reni Jorinde* y = 0,5023x - 927,9 R² = 0, Hanna Duet* Regina Camera* WG Sorten 70 Marinka Labea* Astrid Virusresistente Sorten Trend Ertragsfortschritt Sonja Igri Romanze* Trend Virusresistente Sorten Sonate* LSV Bayern adjustiert, lsmeans Zulassungsjahr

21 Selektion auf Backqualität beim Weizen

22 RMT-Backvolumen in ml 850 Backvolumen/Proteingehalt Bessere Qualitäten Tommi 650 Cubus Türkis , , , ,5 Rohproteingehalt in % Batis Linear (Tommi) Linear (Cubus) Linear (Türkis) Linear (Batis)

23 Sorteneinstufung Rohproteingehalt - Backvolumen APS Backvolumen E A B C (BRGD 2713) Skalmeje Hyland Champion Inspiration Carenius Tarkus 3 Tabasco 2 Hermann Biscay Zappa Boomer Cubus Jenga Magnus Tuareg Profilus Manager Mulan Julius Dekan Kredo Mirage Türkis Potential Meteor Brilliant Esket Impression Paroli JB Asano Sophytra Event Privileg Skagen Schamane Toras Kranich Pamier Tommi Sokrates Cetus Enorm Jafet Ludwig Bussard Monopol Akteur Format Adler APS C B A E APS Rohproteingehalt

24 Züchtungserfolge Der jährliche Ertragsfortschritt bei Winterweizenund Wintergerstensorten liegt zwischen 0,5 und 0,6 dt/ha. Wichtige Eigenschaften wurden verbessert bzw. neu angepasst: Resistenz gegen Halmbruch, Ährenfusarium, Blattkrankheiten usw. Verarbeitungsqualität Virusresistenz

25 Zuchtmethoden Die Getreidezüchtung arbeitet intensiv durch: Resistenzprüfungen Beschleunigung des Zuchtganges durch Gewebekulturtechniken und Gewächshausgenerationen Nutzung molekulargenetischer Marker zur Selektion Schaffung neuer genetischer Variabilität durch: Material aus benachbarten Länder Nutzung von Prebreeding-Material aus Forschungseinrichtungen Firmeneigenes Prebreeding (z.t. über Forschungsprojekte)