Lupi Breed Ein Verbund zur Erhöhung der Anbaubedeutung der Lupinen in Deutschland Brigitte Ruge-Wehling, Kristin Fischer, Steffen Roux 1
Konsortium JKI-ZL: Brigitte Ruge-Wehling Steffen Roux Kristin Fischer JKI-RS: Gisela Jansen Hans-Ulrich Jürgens Regine Dieterich Ulrike Lohwasser Matthias Kotter Herwart Böhm Stefan Lütke Entrup 2
Vorteile von Lupinen Einheimische Proteinressource Hohe Vorfruchtwirkung - Stickstoff-Fixierung - Pfahlwurzel - Mobilisierung von Bodennährstoffen Agrobiodiversität - Verbesserte Fruchtfolge Wertvoller Rohrstoff für vielfältige Nutzung Nachwachsender Rohstoff (Schalenverwertung) 3
Allroundtalent Feed Erhöht die Gesundheit (Reduktion von freiem N) Non Food Biomasse Greening Vielfalt beim Anbau Food Positive Wirkung auf die Gesundheit 4
Aber Geringe genetische Variabilität Geringe Erträge Geringe Ertragsstabilität Geringe Wettbewerbsfähigkeit 5
Züchtungsforschung kann Ertragserhöhung Anbau ertragreicher Sorten neue Wuchstypen Ertragsstabilität Anbau gesunder Sorten Anthraknoseresistenz 6
Genetische Vielfalt erzeugen und nutzen Genbankressourcen Mutageneseprogramm 7
Stabile Wuchstypen Hochangesetzte Verzweigung Potential für mehr Hülsen pro Pflanzen Gleichmäßig schnelle Abreife Boruta M1424b 8
Ertragskomponenten 2 Standorte Groß Lüsewitz JKI, Gülzow LFA-M/V 2 Wiederholungen/Standort 3 Jahre 2012, 2013, 2014 Aussaatstärke 50 s / m2, 90 s / m2 (2014) Material cv. Boruta M116, M280, M411, M431, M1424b, M190, M1725, M1743, 9
Ertragskomponenten Mittelwerte, 3 Jahre Linie Hülsenanzahl Kornanzahl Korngewicht Kornanzahl. Pflanzenlänge Fertile Nebentriebe /Pflanze /Pflanze g/pflanze /Hülse cm /Pflanze Groß Lüsewitz Boruta 25.9 106.5 16.2 4.1 68.4 4.9 M116 39.2 130.1 17.8 3.4 61.8 6.8 M1424b 40.0 155.4 24.3 4.0 65.1 5.9 M1725 26.4 89.3 13.0 3.5 69.6 4.3 M1743 27.3 105.1 15.4 3.8 63.7 5.7 M190 32.0 105.7 14.2 3.4 59.0 6.7 M280 55.2 137.8 16.5 2.6 50.7 9.1 M411 21.7 55.4 7.1 2.6 67.2 1.2 M431 22.4 74.6 11.5 3.4 84.8 4.5 Gülzow Boruta 21.0 79.5 11.4 3.8 57.1 3.4 M116 28.1 87.3 12.1 3.2 57.2 4.2 M1424b 31.9 121.3 20.0 3.9 57.9 5.4 M1725 19.7 62.2 9.4 3.2 62.4 2.7 M1743 21.5 78.2 11.8 3.7 57.1 3.4 M190 22.8 75.8 10.2 3.3 64.5 2.2 M280 31.0 75.0 9.7 2.4 47.8 5.9 M411 19.4 51.3 7.3 2.6 55.3 1.0 M431 19.3 58.0 8.8 3.0 73.4 3.1 10
Ertragskomponente: Korngewicht/Pflanze 3 Jahre, 2 Wiederholungen/Standort Groß Lüsewitz Gülzow S S 11
Leistungsprüfung 3 Standorte Groß Lüsewitz JKI I und II, Bocksee SZS 2 Wiederholungen/Standort 3 Jahre 2015, 2016, 2017 Aussaat 5m2 Parzellen, 5x5 Gitter Material cv. Boruta, Boregine, Probor 22 stabile Mutantenlinien Gruppe A = früh 22 stabile Mutantenlinien Gruppe B = spät Merkmale Blühbegin, Gelbreife, TKG, Kornertrag (dt/ha), Proteingehalt, Alkaloidgehalt 12
Leistungsprüfung Groß Lüsewitz Gruppe A Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) A (Boregine) 66 204 48 A19 59 163 46 A18 59 167 48 A4 59 166 46 A15 59 161 46 A25 (Probor) 58 153 49 A3 58 160 44 A23 (Boruta) 58 157 44 A12 57 155 44 A7 57 159 44 A5 54 169 44 A16 54 160 44 A14 54 159 41 ges 53 166 46 A20 52 157 42 A17 52 161 47 A8 49 158 48 A1 49 178 52 A10 49 177 47 A2 48 176 52 A9 48 178 48 A13 45 183 51 A11 45 151 48 A22 44 153 52 A6 43 166 45 A21 41 176 41 Gruppe B Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) B (Boregine) 65 201 50 B6 B 59 180 50 B10 B 57 186 52 B9 B 56 164 48 B17 P 56 181 50 B3 B 55 186 52 B1 B 54 157 49 B11 B 53 183 52 B4 B 53 172 51 B8 B 53 162 45 B7 B 52 163 48 B25 (Probor) 52 162 50 B14 Bg 51 180 50 Ges 51 173 50 B19 P 51 160 50 B22 B 49 173 50 B21 B 48 171 53 B5 B 47 175 52 B18 P 47 169 50 B23 (Boruta) 46 159 43 B13 Bg 45 182 52 B20 P 44 158 50 B2 B 44 163 52 B12 B 42 199 54 B15 Bg 42 174 54 B16 P 41 157 49 38-42 Bp 13
Leistungsprüfung Bocksee Gruppe A Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) A4 17 149 36 A15 16 129 32 A (Boregine) 15 166 35 A5 15 142 34 A25 (Probor) 14 119 31 A7 14 118 30 A19 14 128 32 A17 14 136 33 A16 14 130 30 A3 14 125 32 A2 13 134 32 A12 13 124 32 A14 13 114 28 A23 (Boruta) 12 123 30 A18 12 138 32 ges 12 128 32 A10 12 138 33 A1 12 135 32 A9 11 144 37 A20 11 109 28 A22 10 127 38 A8 10 120 33 A6 9 115 32 A13 9 120 32 A11 9 104 32 A21 7 108 24 Gruppe B Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) B25 (Probor) 15 129 32 B3 B 15 172 43 B9 B 15 146 34 B7 B 15 133 33 B23 (Boruta) 14 126 32 B6 B 14 164 42 B (Boregine) 13 156 33 B11 B 13 157 39 B5 B 12 149 38 B20 P 12 112 30 B10 B 12 157 42 B8 B 12 130 31 ges 11 137 36 B21 B 11 127 34 B12 B 11 150 41 B4 B 11 142 37 B22 B 11 141 35 B17 P 11 127 30 B19 P 10 123 39 B15 Bg 9 150 40 B14 Bg 9 136 33 B1 B 9 136 35 B18 P 9 105 32 B2 B 9 131 41 B16 P 7 94 30 B13 Bg 7 139 38 18-20 Bp 14
Serienverrechnung 3 Standorte Gruppe A Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) LSD5 4.8 6.8 2.3 A (Boregine) 41 * 185 42 A4 41 * 154 * 41 A15 39 * 144 40 A3 39 * 143 38 A25 (Probor) 37 139 40 A12 37 140 38 A18 36 153 * 40 A19 36 144 39 A7 36 139 37 A17 35 148 * 40 A14 35 138 36 A5 34 151 * 39 A23 (Boruta) 34 139 37 A16 34 144 37 ges 33 146 39 A9 33 160 * 42 A10 31 156 * 40 A2 31 153 * 41 A20 30 132 35 A8 29 138 41 A1 29 153 * 42 A22 28 138 44 A13 27 151 * 41 A6 26 140 38 A11 25 127 40 A21 20 136 32 * Gruppe B Kornertrag in dt/ha TKG in g Gelbreife (d nach 1.7.) LSD5 3.7 9.8 2.1 B (Boregine) 41 * 177 * 42 B6 B 38 * 169 * 47 B25 (Probor) 37 * 142 42 B3 B 37 * 179 * 50 B9 B 36 152 * 42 B11 B 35 166 * 48 B10 B 35 168 * 48 B8 B 34 145 39 B19 P 34 140 46 B7 B 34 146 41 B4 B 34 156 * 46 B17 P 34 151 41 B5 B 33 159 * 47 B23 (Boruta) 33 141 38 B22 B 33 160 * 44 ges 32 154 44 B20 P 32 135 40 B14 Bg 31 161 * 44 B15 Bg 31 166 * 48 B1 B 30 148 43 B18 P 30 143 42 B21 B 29 146 45 B12 B 28 173 * 50 B13 Bg 25 157 * 49 B16 P 25 127 41 B2 B 23 146 48 ANOVA, LSD-Test, α = 0.05 ANOVA, LSD-Test, α = 0.05 15
Platzfestigkeit Versuchsaufbau: 44 Mutantenlinien, 20 Zuchtstämme und 4 Standards (VB Antaniai, Tanjil, Uniwhite, Unicrop) 2-reihige Mikroprüfung, 5 x 5 Gitter GL-konv, 2 Wiederholungen Boniturschema 1-9 (1 = 1-12,5 %, 9 = 87-100 % Platzen) 16
Platzfestigkeit Gruppe A Gruppe B 18 18 16 16 14 14 12 12 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 VB Antaniai VB Antaniai Boniturnote 2 und 3 = platzfest 17
Anthraknose Versuchsaufbau: 44 Mutantenlinien und 6 Standards (Boruta, Boregine, Probor, Bo7212, Tanjil, Arabella) Doppelreihen Infektionsstreifen mit inokuliertem Saatgut der Sorte Amiga GL-konv., 2 Wiederholungen Boniturschema 1-9 (1 = 1-10 %, 9 = 75-100 % Befall) Boniturzeitpunkte: BBCH65 (Blühende) BBCH73 (75 % Hülsen sichtbar) 18
Anthraknose Gruppe A Gruppe B 12 10 8 6 4 2 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Arabella A11 A19 A2 Arabella B10 B21 B3 B4 B6 B7 B9 19
Fazit Nutzung genetischer Variabilität Lupine zeigt hohes Ertragsniveau auf besseren Standorten (BP: 38-45) Frühe Sorten zeigen insgesamt höhere Erträge Hohes züchterisches Potential aufgrund hoher genetischer Variabilität Nachweis der Variabilität anhand konkreter Merkmale (Hülsenplatzen, Reife, TKG, Anthraknose) 20
Ziele in der Züchtungsforschung Ertragserhöhung Anbau ertragreicher Sorten Neue Wuchstypen Ertragsstabilität Anbau gesunder Sorten Anthraknoseresistenz 21
Anthraknose Samenübertragbare Krankheit Pilz Colletotrichum lupini Symptome Drehen und Einschnüren der Stängel Brennflecken Konidienlager Management Verwendung von zertifiziertem Saatgut Beizung mit Fungiziden (limitiert) Entwicklung resistenter Zuchtlinien und Sorten 22
Resistenzprüfungen I Zuchtstämme, Genbankmaterial Resistenztests im Gewächshaus unter definierten Bedingungen Resistenztest im Feld mit Inokulationsstreifen 23
Resistenzprüfungen II Bo7212 cv. 'Arabella' 24
Genetische Analyse F2 Samenelter Pollenelter N Individuen N resistent N anfällig χ2 (3:1) 1013/4 Arabella Bo7212 104 76 28 0,205 1014/1 Arabella Bo7212 133 100 33 0,003 Ein dominant vererbter Faktor 1015/2 Arabella Bo7212 131 97 34 0,064 Total 368 273 95 0,131 1104/1 Probor Bo7212 101 72 29 0,744 1110/2 PI308616 Bo7212 51 36 13 0,006 25
Fazit - Anthraknose Dominant monogen vererbte Resistenz in einer Zuchtlinie Selektionsmarker vorhanden Variabilität vorhanden 26
Ausblick Datenerhebung und Analyse über 6 Umwelten Entwicklung von Selektionswerkzeugen für neue Merkmale Kombination von ertragreichen mit resistenten Linien Verlässliche Erzeugung von Rohprotein für die Lebensmittelindustrie 27
Danke.. Nicolas Krezdorn, GenXPro Björn Rotter Matt Nelson, UWA Lars Kamphuis, Karam Singh, CSIRO Madlen Christoffer Rico Fürstenberg Katrin Schönherr Kerstin Kadzban Birgit Schütt Peter Wehling 28
Vielen Dank für ihr Interesse! 29