TY  - THES
T1  - Langzeitlagerung von Saatgutproben in ?ultra dry seed storage? zur Lagerung pflanzengenetischer Ressourcen in Genbanken
A1  - Yang,Qi
Y1  - 2012/05/31
N2  - Die Konservierung pflanzengenetischer Ressourcen durch Saatgutlagerung in Genbanken beschränkt sich weitestgehend auf Arten, deren Samen zum orthodoxen Lagerungstyp zählen. Die Lagerfähigkeit der Samen dieses Typs, dem die meisten landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturarten angehören, wird durch zwei entscheidende Faktoren beeinflusst, durch den Samenfeuchtigkeitsgehalt und die Lagerungstemperatur. Die ?ultra-dry? Saatgutlagerung verfolgt die Strategie, das Saatgut so weit zu trocknen, dass eine nachfolgende Langzeitlagerung auch bei Raumtemperatur erfolgreich möglich ist. Die sonst in Genbanken übliche Tiefgefrierung des Saatgutes wäre damit nicht erforderlich, was für Genbanken in Entwicklungsländern mit unsicherer Energieversorgung sehr attraktiv ist. Für die Realisierung dieser Strategie sind jedoch die folgenden Fragen bislang nicht ausreichend beantwortet:
?	Wird Saatgut durch die Trocknung auf Samenfeuchtigkeitsgehalte nahe 0 % geschädigt?
?	Gibt es für die ?ultra-dry? Saatgutlagerung einen optimalen Samenfeuchtigkeitsgehalt oder eine optimale relative Luftfeuchtigkeit, bzw. eine jeweilige Ober- und Untergrenze oberhalb von 0 %?
?	Wenn es eine solche Ober- und Untergrenze gibt, können diese dann als für alle Arten identisch angenommen werden?
?	Wie gut ist die Lagerfähigkeit des Saatguts unter ?ultra-dry? Bedingungen und gilt die Lebensfähigkeitsgleichung von Ellis und Roberts (1980) auch im Bereich der ?ultra-dry? Lagerung?
In umfangreichen und langen Experimenten wurde durch die Trocknung über Silikagel in Exsikkatoren (r.H. nahe 0 %) oder im Feintrocknungsraum (r.H. ca. 10 %) der Genbank des IPK Saatgut der zwei Zwiebelsorten Giugenese und Sturo (Allium cepa L.), der vier Rapslinien HR2203, HR2632, HR2660 und HR2693 (Brassica napus L.) und der drei Weizensorten Naturastor, Tommi und Triso (Triticum aestivum L.) auf Samenfeuchtigkeitsgehalte zwischen 7 % und 0 % in jeweils bis zu 39 Stufen eingestellt. Anschließend wurden die Saatgutproben in luftdichten Aluminiumfolientüten verschlossen und nach 14 Tagen wurde die r.H. mit einem Einstichfühler bestimmt. Mit diesen Daten wurden Sorptionsisothermen erstellt. Bei einer Temperatur von 50 °C wurden die Weizensaatgutproben ca. ein Jahr lang und die Rapssaatgutproben ca. acht Monate lang gelagert. Das Zwiebelsaatgut wurde erst bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) ein Jahr lang gelagert, danach bei 50 °C bis zu drei Monate lang. Während der Lagerung wurden in regelmäßigen Abständen an entnommenen Teilproben Keimprüfungen und Triebkrafttests durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten zunächst, dass für die Modellierung der Sorptionsisotherme bei allen drei Kulturarten das Henderson Modell besser geeignet ist als die polynomischen Umformung der GAB Gleichung und die Chung-Pfost Modell. Die Lagerungsexperimente bestätigten zunächst die Regel: je trockner das Saatgut ist, desto besser ist dessen Lagerfähigkeit. Allerdings zeigte sich deutlich ein optimaler Samenfeuchtigkeitsgehalt (OMC) für die ?ultra-dry? Saatgutlagerung, unterhalb dessen die Lagerfähigkeit wieder signifikant abnimmt. Bei einer Lagerungstemperatur von 50 °C betrugen die OMC des Saatguts der Rapslinien HR2203 und HR2632 4,0 % bzw. 3,1 %, der Weizensorten Naturastor und Triso 2,3 % bzw. 2,0 %, sowie der Zwiebelsorten Giugenese und Sturo 1,9 % bzw. 1,5 %. Diese Samenfeuchtigkeitsgehalte standen nach den Sorptionsisothermen mit folgenden optimalen relativen Luftfeuchtigkeiten im Gleichgewicht: 42 %, 22 %, 11 %, 6 %, 1 % bzw. 3 %. Für die Lagerung des Saatguts der Zwiebelsorten Giugenese und Sturo bei ca. 20 °C betrugen die OMC 2,7 % und 1,9 % und die entsprechenden optimalen relativen Luftfeuchtigkeiten 2 % bzw. 5 %. Die OMC sind somit nicht nur artspezifisch, sondern auch sorten- oder partiespezifisch und zudem temperaturabhängig. Oberhalb des jeweiligen OMC konnte das Lagerungsverhalten des Saatguts mit der Lebensfähigkeitsgleichung hinreichend modelliert werden. Das Lagerungsverhalten unterhalb des OMC wurde mit Polynomen beschrieben. Es konnte keine allgemein gültige Ober- und Untergrenze des Samenfeuchtigkeitsgehalts oder der relativen Luftfeuchtigkeit für eine erfolgreiche Lagerung festgestellt werden. Auffällig war, dass bei den jeweiligen OMC die Lagerfähigkeit von Rapssaatgut besser als die von Weizen- und Zwiebelsaatgut war, obgleich unter üblichen Bedingungen die Lagerfähigkeit von Weizen besser als die der beiden anderen Arten ist. Beim OMC verlor Rapssaatgut mit einer Ausgangskeimfähigkeit von 99 % während einer einjährigen Lagerung bei 50 °C rechnerisch nur 0,14 % Keimfähigkeit. Die Versuchsergebnisse zeigten entgegen der bislang üblichen Bewertung des Lagerungsverhaltens von Samen, dass im Bereich der ?ultra-dry? Lagerung die Wirkungen der Temperatur und des Samenfeuchtigkeitsgehalts auf die Lagerfähigkeit nicht voneinander unabhängig sind, und sich ihre Wirkungen nicht wechselseitig ausgleichen lassen.
Hochgerechnet auf die ?ultra-dry? Lagerung bei Umgebungstemperatur in einer Genbank kann davon ausgegangen werden, dass das Saatgut mindestens 3 Jahre lang sicher gelagert werden kann. Längere Zeiträume sind möglich, hierfür ist aber das Einhalten des art-, sorten- und wohl auch partiespezifischen OMC erforderlich, dessen jeweilige Bestimmung in der Praxis nicht realistisch ist. Somit bleibt, für die ?ultra-dry? Langzeitlagerung in Genbanken zu empfehlen, Saatgutproben auf niedrige Samenfeuchtigkeitsgehalte im Bereich von 1,5 bis 4 % einzustellen und sicherheitshalber unter kühlen Bedingungen zu lagern.
KW  - Keimfähigkeit
KW  - Sorptionsisotherme
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/713
ER  -