Populationen eine Antwort auf den Klimawandel?

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1 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Populationen eine Antwort auf den Klimawandel? Entwicklung von Mais Populationen Leistungsfähigkeit und Selektionseffizienz Barbara Eder Naturlandtagung Würzburg

2 Gliederung 1.Was sind Populationen 2.Vielfalt Biodiversität auch im Saatgut 3.Gründe für Populationen 4.Entwicklung der Populationen an der LfL 5.Ergebnisse, Leistung und Selektion 2

3 Fremdbefruchter getrenntgeschlechtliche Blüten auf der selben Pflanze gebildet (monözischgetrennt geschlechtlich) Männlich Blüte: Fahne (engl. Tassel) Weibliche Blüte: Kolbenanlage mit Narbenfäden Seide (engl. ear, silk) Vermehrung: auf natürlicherweise bildet Mais eine Population, eine Individuengemeinschaft,

4 Populationen - Populationssorten 4

5 Hybridsorten Walter Schmidt, KWS 5

6 Heterosis KWS Walter Schmidt 6

7 Hybride homozygot Populationen heterozygot AA,aa,bb,BB,cc,CC Genotyp von Hybriden - Inzuchtlinie homozygot - Hybride ist heterozygot - Weniger Genkombinationen Phänotyp von Hybriden -homogen -jede Pflanze im Bestand genetisch gleich AB,aA,ba,aB,cC,CA,CB,Cb,CC, AA,BB Genotyp von Populationen: - Heterozygot - mehr Genkombinationen möglich Phänotyp von Populationen -heterogen -jede Pflanze im Bestand genetisch anders 7

8 Vorteile offen abblühender Populationen (sorten) Populationen und Populationssorten sind heterogen und heterozygot Sie sind dadurch genetisch diverser als Hybridsorten Sie haben dadurch ein höheres Adaptionsvermögen an sich ändernde Umweltbedingungen Für die Entwicklung von Hofsorten geeignet, halten ihr Leistungsniveau und spalten bei Nachbau nicht auf Ihre Nutzung trägt dadurch zur Erhöhung der Sortenvielfalt und genetischen Diversität bei 8

9 Diversität - Vielfalt 8 Millionen Arten 7 Millionen Tiere Pflanzen Einzeller Algen 0,1 % der globalen Biomasse 99,9 % der globalen Biomasse Arten jährlich neu entdeckt Arten sterben jährlich 9

10 Diversität - Vielfalt Pflanzenarten Arten für Menschen nutzbar 300 Arten im Anbau 3 Arten decken 50 % des Kalorienbedarfs 1/5 vom Aussterben bedroht 10

11 Globaler Ebene: Biodiversitäts-Konvention von 1992 (Rio) Europäischer Ebene: Biodiversitätsstrategie der EU bis 2020 (Europäische Kommission, Brüssel, 2011) Nationaler Ebene: Nationales Fachprogramm zur Erhaltung und nachhaltigen Nutzung pflanzengenetischer Ressourcen landwirtschaftlicher und gartenbaulicher Kulturpflanzen (BMEL, letzte Auflage 2015), Strategiepapier Agrobiodiversität (BMELV, 2007) Länder Ebene: Bayern: Strategie zum Erhalt der biologischen Vielfalt in Bayern (StMUV, 2008), Bayerische Biodiversitätsprogramm NaturVielfaltBayern 2014; NRW: Landesinitiative PGR, Brandenburg: Kulap-Förderung 11

12 Hintergrund - Zielsetzung Sortentyp bei Anzahl zugelassene Sorten (BSA) freier Bestäubung Offenes Abblühen gelenkter Bestäubung Fremdbefruchter Populationssorte Hybridsorte Mais 0* 388 Sonnenblume 0 25 Zuckerrübe Roggen * Landsorte Gelber Badischer Landmais ist zugelassen 12

13 Hintergrund Alarmierender Rückgang der verschiedenen Sortentypen bei landwirtschaftlichen Nutzpflanzen Eine steigende Nachfrage nach angepassten Sorten für den ökologischen Anbau und Low- Input Bedingungen 13

14 Material und Methoden: Entwicklung von Populationen 14

15 Rekurrente Massenselektion Beetlänge: 14 m netto + 9 m Weg) Anbau ca Pflanzen Einzelkolbenselektion am Feld ca. 250 Kolben m 15 m 9 m 15 m 9 m 15 m 9 m 81 m Überprüfung der Kolben nach TS-Gehalt und TM- Gewicht ca. 100 Kolben Erneuerter Anbau in Isolierlage und LP-Prüfung 8.Zyklus

16 Material und Methoden Populationen Herkunft Korntyp Reifezahl Weihenstephaner 1 (W1) 20 Genotypen Flint Weihenstephaner 2 (W2) 16 Genotypen Dent Landsorten Herkunft Korntyp Reifezahl Pfarrkirchner, Rottaler, Ferdinand, St. Michaelis, Gailtaler, Gelber Badischer Landmais IPK Flint Vergleichssorte Herkunft Korntyp Reifezahl Torres KWS Flint 260 Settings: Frankendorf: rainfall 850 mm, altidude: 450 m above sea level, soil sl, quality: 80, 7 years, Randomised plots: 18 m², spacing inter-row: 75 cm, plant density: 9.5 /m², Inputs applied as recommended for the region 16

17 Ertragsleistung von unterschiedlichen Sortentypen bei Mais A 130 dt/ha Frankendorf B B C 17

18 Mais Kornerträge verschiedener Sortentypen dt/ha in Frankendorf

19 Ertragsleistung Standardhybride Torres in Frankendorf 2011: meisten Sonnenschein, wenigsten Regentage längste Vegetationsperiode 2013: wenig Sonnenschein, viele Regentage kürzeste Vegetationsperiode 2016: Warm-heiß, Feucht-nass 19

20 Ertragsleistung Maispopulationen im Vergleich zur Standardhybride Torres in Frankendorf 20

21 Ertragsleistung Maispopulationen relativ zur Standardhybride Torres in Frankendorf 21

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23 Selektionseffizienz TM-Ertrag, TS-Gehalt Population W1 und W2 23

24 Zusammenfassung Leistung Die Populationen aus aktuellem Zuchtmaterial erzielten im vorliegenden Versuch ca. 80 % einer leistungsstarken Hybride, Landsorten nur 65 % Die Populationen/-sorten schienen ungünstige Wetterlagen besser zu kompensieren als Hybriden Selektionseffizienz Die Selektionskriterien TS-Gehalt und TM- Ertrag verhalten sich gegensätzlich Der TS-Gehalt der Populationen konnte deutlich gesteigert werden, der TM-Ertrag nicht 24

25 Da steh ich nun ich armer Tor und bin so schlau als wie zuvor! Offene Fragen Können wir diese Ergebnisse an anderen Standorten bestätigen? Wie verhalten sich die Populationen unter Öko- und Low-Input Bedingungen Adaptionsfähigkeit: Messbar?, Spielt die Anzahl der Genoytpen eine Rolle? Selektionsmethoden: Haploid Selektion, S1 Familien Selektion, Smart Breeding Neues Projekt Zuchtmethoden, Leistungs- und Adaptionsfähigkeit von Maispopulationen und Erstellung einer div. Ausgangspopulation für Wissenschaft, Züchtung und Praxis Partner: Forschung und Züchtung Dottenfelderhof, Bundessortenamt, Universität Göttingen - 10 Populationen, 4 Orte mit ökologischen und konventionellen Anbaubedingungen Entwicklung von neuen Populationen: wie?

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27 Ergebnisse Silomais Zuchtmethpop

28 Ergebnisse Körnermais Zuchtmethpop

29 Ausblick Populationen Sortenzulassung und Sortenschutz: unterscheidbar, homogen, stabil aktuell EU Experiment zu heterogenem Material bis Ende 2018 Ökoverordnung, heterogenes Material genannt 29