Neuzüchtung, Erprobung und mögliche Verwendung bisher nicht registrierter Weidenklone und sorten Karl Gebhardt Internetseite: www.weidenzuechtung.de FKZ: 22012409, PT-FNR Abt. Waldgenressourcen Naturpopulationen von Weiden an der Weser S. alba S. fragilis 1
Wuchsform von baumartigen Weiden im Auwald bei Midi-Rotation bei Mini-Rotation S. alba, Alter: 46, BHD: 60 cm Alter der Wurzel: 47 2-3jh. Rückschnitt Alter der Wurzel: 35 Aufwuchs 5jh. BHD: 16 cm Auswahl der Kreuzungseltern 5/76 [Si69x62] - 147/63 [S. alba] 82/55-85/55 [S. viminalis] 2
Erzeugung von Weidenhybriden nach Kreuzungsplan 2010 Wurzelwachstum Salix purpurea Purpurweide Nässeverträglichkeit Austriebsvermögen. Biomasse Salix viminalis Korbweide S. x helix S. x stipularis S. x pontederana Salix cinerea Aschweide S. x dayclados S. x reichardtii S. x hippophaefolia S. x smithiana S. x wimmeriana Trockentoleranz S. x aquatica künstlicher Hybrid Salix caprea Salweide Lange Vegetationszeit Salix triandra Mandelweide S. x digenea Salix daphnoides Reifweide S. x erdingeri Standorttoleranz Poster_24: Ökologisches Potential.. Fehrenz & Gebhardt (2011) Reproduktionsbiologie 3
Probleme: ungleichmäßiges, nichtsynchrones Erblühen, wenig Pollen, wenig / gar kein Fruchtansatz Abhilfe / Besserung Antherenentwicklung kontrollieren, Pollen frühzeitig gewinnen, kühllagern jedes männliche Kätzchen nutzen (Pollenmenge) Triebe mit weiblichen Blüten bewurzeln wiederholte, isolierte Kreuzungen im Gewächshaus durchführen alternativ freie Abblüten sammeln und zwar vor dem Platzen der Samenkapseln 4
Erfolg und Mißerfolg 5
Hermaphrodite erlauben Selbstung Selbstung 16_63 (S. alba aus Casale) am 6.5.11 Hermaphrodite 8_74 von S. Fehrenz mit Kennerblick entdeckt Verbesserung der Keimungsbedingungen 6
Embryo rescue Poster_29: Erzeugung neuer Genotypen Frühwacht-Wilms et al. 2011 Kryokonservierung von Saatgut in Flüssigstickstoff -196 C 7
Anzucht im Gewächshaus Züchtungserfolg 2009 gelenkte Kreuzungen: 21 pikierte Pflanzen: 1210 getopfte Pflanzen: 979 freie Abblüten: 48 pikierte Pflanzen: 3586 getopfte Pflanzen: 3059 8
Die potentiellen neuen Sorten aus 2009/2010 Frosthärtetest 2011 10_72_78 vim x caprea S. X smithiana 10_78_49 vim x cinerea S. X holosericea Herzlichen Dank an Fam. Bunk für die Pflanzenspenden S. caprea + S. cinerea 9
10_79_35 vim x daph S. x digena 10_85_10 vim x sachalinensis 10_114_40 ponte x caprea 10_107_07 x helix x daph 10
Colchizin-/Oryzalinierung Nach mehrfacher Subkultivierung werden genetisch stabile Linien selektiert, z.b. Chimären mit 20-60 % tetraploiden Zellen vollständig tetraploide S. viminalis Poster_29: Erzeugung neuer Genotypen von Frühwacht-Wilms et al. 2011 11
Flowcytometrie zeigt Ploidiestatus 2x bis 6x von Weidenarten und Arthybriden siehe Poster_27: Ploidiestatus von Weiden Gebhardt & Fehrenz (2011) Triploide Weiden 10_78_16 triploid 10_78_49 triploid 10_75_15 triploid S. viminalis x cinerea S. viminalis x caprea 12
Allele Variation an Mikrosatelliten-Genorten erlaubt Klonidentifikation und Artunterscheidung Methodenentwicklung an der Univ. Marburg, AG Naturschutzbiologie Poster_22: DNA Mikrosatelliten Ziegenhagen et al. 2011 Verbessertes Züchtungs- und Genbankmanagement mit Hilfe der Mikrosatelliten-Marker Identifikation von Duplikaten Berichtigung falsch etikettierter Klone Abschätzung vorhandener Variation ex situ / in situ Abschätzung des Verwandtschaftsgrades innerhalb einer Art Bestimmung der Eltern/Abstammung (freie Abblüten) 13
Abstammung der Nachkommen einer frei abgeblühten S. viminalis im Salicetum 301 172 357 23 118 18 18 301 348 348 Poster_26: Abstammung. Gebhardt, Mengel, Fehrenz, Ziegenhagen (2011) Vorkommen von artspezifischen Mikrosatelliten-Allelen in Accessionen der Art Salix alba L. Allele: typisch S. alba typisch S. fragilis typisch S. x rubens 14
Zuchtstrategie Prinzip 1: Mindestleistungsselektion Prinzip 2: Sortenwertindex: Wg (Gesamtwert) =w1 x w2 x w3... x wk. Wertkoeffizienten als Prozente eines Zielwertes Sortenvergleich mit 34 Klonen im Blockversuch 3 Wiederholungen (N=2448), Standort Ballertasche 150 x 50 cm (13.333 Pflz./ha) 15
16.04.2009 02.08.2011 16
Sortenversuch Ballertasche / Höhenwuchs nach 2 Jh. Eingang_Nr Art Sorte 97/63 Salix alba Liempde 154/68 Salix alba Rokanje 50/63 Salix alba ssp. Vitellina Vitellina 92/55 Salix daphnoides 83/64 Salix fragilis 53/75 Salix malisi 42/69 Salix viminalis NW09-X3 Salix triandra x S. viminalis) Inger 84/55 Salix viminalis Ingeborg 722/51 Salix viminalis Zieverich 85/55 Salix viminalis Carmen 6/87 Salix viminalis BFH NW09-X2 (Salix vim. x S. schwerinii) x S. viminalis) Tordis 305/64 Salix x alopecuroides Blechede 57/57 Salix x aquatica Gigantea 22/55 Salix x dasyclados x 81/55 Salix x helix x 259/64 Salix x smithiana a NW08-X1 Salix x smithiana Weide Nr. 6 Alba-Gr Vim-Gr S. viminalis S.x dasyclados S.x helix Klone aus Hann. Münden getested in Gülzow (Dr. B. Boelcke) 543 mm, lehmiger Sand, Mitteltemp. 8,2 C 13.300 Stecklinge/ha, keine Düngung 17
Prüfung und Markteinführung neuer Sorten Anforderung: 10 bis 16.000 Stecklinge pro Hektar Schnelle Vermehrung zum Aufbau von Mutterquartieren erforderlich bereits bewährte Sorten werden durch ein Warenzeichen geschützt (Beispiel: nwplus Zieverich original ) Kont. Vermehrung durch die Forstbaumschule Wolfgang (Hessen-Forst) Sortenechtheit und reinheit wird mit gen. Methoden kontrolliert Massenvermehrung in vitro Werkvertrag mit Baumschulen Oberdorla GmbH Ziel: Bereitstellung von Steckhölzern für bundesweite Feldversuche Etablierung 18
Erprobung der Massenvermehrung in Hann. Münden 50/63 S. alba vitellina 6/87 S. viminalis 214/58 S. x rubens 150/63 S. x dasyclados 154/68 S. alba 81/55 S. x helix Abhärtung/Überführung in Erde Schaumstoffsubstrat mit Flüssigdüngung Poster_25: Mikrovermehrung von Weiden-Zuchtsorten Frühwacht-Wilms et al. (2011) 19
Zuchtziele bei der Weidenzüchtung verbesserte Eigenschaften: C-Sequestrierung, Photosynthese Dickenwachstum, Kambialaktivität Wurzelwachstum Blütenbildung und.sterilität Austrieb/Blattfall/Photoperiode Holzqualität Insekten-, Rostresistenz Trockenheitstoleranz Genfunktionen/Key-Enzyme Ribulose-Bis-Phosphatase Cytokinin-Synthese Invertase, Myo-Inositol-Pathway MADS-Box-Gene, FT-Gen Phytochrom/Abscissinsäure Cellulose-Synthase, Methyl- Hyxdroxl-Transferasen Resistenzgene, Phenylpropanoid- Stoffwechsel water use efficiency Wer hat die besten Gene? Welche Genstruktur ist für welche Phänotypen verantwortlich? Ab 1.06.10 startete das Projekt: SNP-Diagnose für die Entwicklung und Nutzung leistungsbezogener alleler Marker In Zusammenarbeit mit dem vti-großhansdorf und der Univ. Marburg (Naturschutzbiologie) 20
Stoffliche und energetische Verwertung von verholzter Biomasse Zellstoff/Papier Holzwerkstoffe MDF-/Spanplatte Holzbiomasse Chem. Rohstoff Energie Ethanol /Sunfuel/Holzfeuerung Die chemische Industrie benötigt dringend Alternativen zu Öl und Gas als Rohstoff für die stoffliche Verwertung Versorgungssicherheit, Diversifizierung im Rohstoffsektor Umweltfreundlichkeit / CO2 -Reduktion Neue Rohstoffe (in def. Mengen) für neue Produkte Bioraffinerie Infra-Leuna 21
Roundtable: Rohholzversorgung von Bioraffinerien Wünschbares und Machbares Chem. Industrie Bioraffinerien Holztechnologie Experten für Züchtung Kurzumtrieb Projektplanungen mit Unterstützung der FNR 22
Dankeschön dem Team für Weidenzüchtung Vielen Dank der AG Naturschutzbiologie, Univ Marburg 23