RT Dissertation/Thesis
T1 Effiziente Verfahren für die Züchtung neuer Erdbeersorten (Fragaria x ananassa Duch.)
A1 Bestfleisch,Markus
WP 2017/07/05
AB Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Verfahren zur effizienten Züchtung neuer Erdbeersorten untersucht, die sowohl obstbauliche Merkmale wie Frühzeitigkeit und Ertrag als auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber den für den Erdbeeranbau bedeutenden Krankheitserregern Botrytis cinerea und Xanthomonas fragariae umfassen. Hoher Ertrag und eine Ausdehnung der Reifezeit im extrem früh- bzw. spätreifenden Segment stellen in erster Linie die Grundlagen für einen wirtschaftlich erfolgreichen Anbau dar, die in Kombination mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten auch in Zukunft zu einem konkurrenzfähigen und nachhaltigen Erdbeeranbau in Deutschland beitragen können. In einem klassischen diallelen Kreuzungsversuch mit 13 Erdbeersorten, die reziprok und ohne Selbstungen miteinander gekreuzt wurden, entstanden 144 F1-Nachkommenschaften, die in einem zweijährigen Feldversuch hinsichtlich ihrer obstbaulichen Merkmale evaluiert wurden, um die allgemeine und spezifische Kombinationseignung der Kreuzungseltern hinsichtlich der Merkmale Ertrag und Reifezeit zu ermitteln. Hierzu wurde im Rahmen dieser Arbeit ein statistisches Modell entwickelt, mit dem die Komponenten der genetischen Varianz erklärt werden können und der züchterische Wert der Kreuzungseltern auf Basis der Kombinationseignungen wiedergegeben wird. Hierbei zeigte sich zunächst, dass es keine Auswirkung auf die Nachkommenschaft hat ob eine Sorte als Kreuzungsmutter oder Kreuzungsvater verwendet wird. Die genetische Varianz im Kreuzungsversuch basiert hauptsächlich auf der Allgemeinen Kombinationseignung (GCA) der verwendeten Sorten (additive Effekte). Spezifische und reziproke Kombinationseignungen (nicht-additive Effekte) erwiesen sich als weniger relevant. Diese Ergebnisse fließen in die weitere Entwicklung des Zuchtprogramms ein, bei dem neben den obstbaulichen Merkmalen die gezielte Einkreuzung von Resistenzen gegenüber der Grauschimmelfäule und der eckigen Blattfleckenkrankheit im Vordergrund steht. Die Grauschimmelfäule, verursacht durch den nekrotrophen Pilz Botrytis cinerea Pers. [teleomorph Botryotinia fuckeliana (de Bary) Whetzel], ist die wichtigste Pilzkrankheit im Erdbeeranbau und erfordert einen häufigen Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel. Die eckige Blattfleckenkrankheit, die durch den Erreger Xanthomonas fragariae Kennedy & King verursacht wird, ist die weltweit bedeutendste bakterielle Krankheit im Erdbeeranbau und es gibt derzeit in der EU keine geeigneten chemischen Pflanzenschutzmittel zur Bekämpfung. Der Anbau widerstandsfähiger Sorten gilt als wichtige Grundlage einer erfolgreichen Bekämpfungsstrategie und die Ergebnisse dieser Arbeit sollen zur gezielten Züchtung geeigneter Sorten beitragen. Für jede der beiden Krankheiten wurden zunächst Resistenztests etabliert, die unter kontrollierten Bedingungen mittels künstlicher Inokulation und geeigneter Boniturskalen reproduzierbare Ergebnisse über die Widerstandsfähigkeit verschiedener Genotypen liefern. So konnten im Laufe von drei Versuchsjahren insgesamt mehr als 100 Erdbeersorten, Wildartenakzessionen und Zuchtklone aus dem Bestand der Obstgenbank des JKI in Dresden-Pillnitz evaluiert werden. Als teilweise resistent gegenüber B. cinerea konnten die folgenden fünf Genotypen identifiziert werden. Parallel dazu wurden sechs teilweise resistente Genotypen gegenüber X. fragariae identifiziert. Vollständig resistente Genotypen wurden bislang nicht gefunden. Im Zusammenhang mit dem Xanthomonas-Resistenztest wurde zudem die systemische Ausbreitung des bakteriellen Erregers innerhalb der Pflanzen mit molekularbiologischen Methoden untersucht. Zum einen wurde mittels eines sensitiven nested-PCR Verfahrens das Vorhandensein des Erregers in unterschiedlichen Gewebeproben inokulierter Pflanzen anfälliger und widerstandsfähiger Sorten zu unterschiedlichen Zeitpunkten nachgewiesen. Zudem wurde ein virulenter, GFP-markierter X. fragariae-Stamm erzeugt, mit dem ebenfalls Inokulationsversuche an unterschiedlichen Erdbeer-Genotypen durchgeführt werden konnten. Die systemische Ausbreitung des Erregers wurde anschließend im Fluoreszenzmikroskop visualisiert und durch die Ergebnisse des nested-PCR Nachweises bestätigt. Bereits zum Zeitpunkt drei Tage nach Inokulation verbreitet sich X. fragariae in der gesamten Wirtspflanze und kann in allen Gewebeproben nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen der Resistenztests können einerseits Empfehlungen zur Sortenwahl abgeleitet werden und andererseits können die identifizierten widerstandsfähigen Genotypen nun für die gezielte Züchtung neuer, widerstandsfähiger Sorten eingesetzt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen Wege und Strategien auf, um Zuchtprogramme effektiver zu gestalten und damit die Erfolgschancen bei der Züchtung neuer Sorten für den deutschen Erwerbsobstbau zu erhöhen, um auch in Zukunft eine wettbewerbsfähige und nachhaltige Erdbeerproduktion zu ermöglichen.
K1 Botrytis
K1 Xanthomonas
K1 Erdbeere
K1 Erdbeerzüchtung
K1 Resistenzzüchtung
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2017/1231