RT Dissertation/Thesis
T1 Genotypische Variation der Überdauerungsneigung von transgenem und konventionell gezüchtetem Raps und Möglichkeiten der Beeinflussung durch Bodenbearbeitung als Beitrag zur Sicherheitsforschung bei transgenen Kulturpflanzen
T3 Journal of Agricultural Science (Cambridge) 142, 29-40 , Journal of Plant Diseases and Protection, Special Issue XIX, 151-159 , European Journal of Agronomy 20, 351-361 , Weed Research [2005, im Druck]
A1 Gruber,Sabine
WP 2005/03/04
AB Hohe Ausfallverluste bei der Rapsernte und die Ausbildung sekundärer Dormanz in den Samen können zum Aufbau eines langjährigen Bodensamenvorrats führen. Aus diesem Samenvorrat auflaufender Durchwuchsraps ist in Folgekulturen oft nur eingeschränkt chemisch oder mechanisch zu kontrollieren, besonders in einem späteren, erneuten Rapsbestand. Neben pflanzenbaulichen Nachteilen gewinnt die Thematik beim Anbau gentechnisch veränderter Rapssorten wegen der Möglichkeit unerwünschten Gentransfers über Durchwuchsraps zusätzliche Bedeutung. Die vorliegende Arbeit geht der Frage nach, welche Aussichten sich über die Wahl geeigneter Genotypen und über Bodenbearbeitung eröffnen, die Überdauerungsfähigkeit von Rapssamen einzuschränken und das Potenzial für einen Gentransfer zu reduzieren. In vier Publikationen zu den beiden Schwerpunkten ?Genotyp? und ?Bodenbearbeitung? werden mit unterschiedlichen Versuchsansätzen im Labor und im Feld relevante Gesichtspunkte zur Samenüberdauerung bei Raps beschrieben und diskutiert. 
Im ersten Schwerpunkt wird die genotypischen Variation sekundärer Dormanz und der Samenüberdauerung bei transgenen (herbizidtoleranten) und konventionell gezüchteten Rapssorten charakterisiert. Mit einem Laborversuch zur künstlichen Induktion sekundärer Dormanz, einem Vergrabungsversuch von Samen im Freiland und mit einem Feldversuch zur Überdauerung von tatsächlichen Ausfallverlusten unter praxisgemäßer Bodenbearbeitung und Witterung fand eine Prüfung der Überdauerungsneigung in fortschreitender Annäherung an Praxisbedingungen statt. In allen Versuchsansätzen zeigte die Überdauerungsneigung der geprüften Winterrapssorten eine hohe genotypische Variation. Die sekundäre Dormanz lag im Labor über alle Versuchsjahre zwischen 3 und 76 % bei den konventionellen Sorten, und zwischen 1 und 31 % bei den transgenen Sorten. Im Vergrabungsversuch überdauerten zwischen 7 und 90 % der konventionellen sowie 12 bis 79 % der transgenen Samen ein halbes Jahr im Boden, und im praxisnahen Feldversuch mit vier konventionellen Sorten 0 bis 11 %. Aus signifikanten Korrelationen zwischen Laborversuchen zweier Erntejahre sowie zwischen Labor- und Vergrabungsversuchen des jeweils selben Erntejahres wird das Vorliegen eines genetischen Hintergrundes für die Ausbildung sekundärer Dormanz und die Samenüberdauerung bei Raps abgeleitet. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Labormethode die Überdauerungsneigung der Sorten im Feld differenzierend beschreibt und geeignet ist, Sorten im Labor auf geringe Überdauerungsneigung zu screenen. 
Den zweiten Schwerpunkt der Arbeit bildet die Prüfung des Einflusses von Bodenbearbeitung auf die Überdauerungsfähigkeit von Rapssamen und das Auftreten von Durchwuchsraps. Mit unterschiedlich intensiven Bodenbearbeitungsverfahren wurden die Samen zweier konventionell gezüchteter Rapssorten, die nah-isogen zu transgenen Sorten sind, zu unterschiedlichen Zeitpunkten in den Boden eingearbeitet bzw. auf der Bodenoberfläche belassen. In allen Varianten folgte die Aussaat von Winterweizen, in dem keine Unkrautregulierung durchgeführt wurde. In Varianten mit unverzüglicher Stoppelbearbeitung nach dem Sameneintrag bildete sich stets der größte Bodensamenvorrat heraus. Dieser Samenvorrat umfasste zwischen 1 und 14 % der im Sommer zuvor eingetragenen Samen, in einem Einzelfall rund 28 %. Bei um vier Wochen verzögerter Stoppelbearbeitung mit später folgender Grundbodenbearbeitung mit dem Pflug baute sich ein Bodensamenvorrat von maximal 3 % des Sameneintrags auf. Der Verzicht auf jegliche Bodenbearbeitung führte zum Aufbau eines Bodensamenvorrats in der Höhe von 0 bis 17 %. Zur Vermeidung des Aufbaus eines Bodensamenvorrats sollte daher eine Bodenbearbeitung erst einige Wochen nach der Rapsernte erfolgen. Wendende Grundbodenbearbeitung mit dem Streichblechpflug verlagerte den Großteil der eingetragenen Samen in tiefe Bodenschichten, während sich die Samen nach lockernder Grundbodenbearbeitung mit dem Grubber oder bei Direktsaat vorwiegend oberflächennah befanden. Die Anzahl blühender Durchwuchspflanzen im auf die Ernte folgenden Frühjahr war in diesen letzten Varianten mit bis rund einer Pflanze m-2 am höchsten. Trotz starken Befalls mit Schaderregern produzierten die Pflanzen keimfähige Samen, die zu unerwünschten Beimischungen im Erntegut führen könnten. Gentransfer von blühendem Durchwuchsraps war auf Grund von Überschneidungen der Blütezeiten auf Wildpflanzen andere Rapsbestände möglich.
Die erarbeiteten Daten aus allen Versuchsansätzen liefern eine detaillierte Grundlage für Modell- und Szenarienrechnungen zur Abschätzung von Gentransfer von Durchwuchsraps. Bei künftigen Freisetzungen von transgenem Raps kann durch Wahl von Sorten mit geringer Überdauerungsneigung in Kombination mit den entwickelten Strategien der Bodenbearbeitung unerwünschter Durchwuchsraps vorsorglich reduziert und ein möglicher Gentransfer eingeschränkt werden. 
K1 Raps
K1 Dormanz
K1 Samen
K1 Transgene Pflanzen
K1 Gentransfer
K1 Bodenbearbeitung
K1 Keimung
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2005/68