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Beim Pre-Breeding oder der Vorzüchtung wird vorhandenes Zuchtmaterial hinsichtlich Resistenzen und Ertrag an die sich verändernden Umweltbedingungen angepasst. Im Gespräch mit Dr. Klaus Oldach, Pre-Breeder für Gerste bei KWS Getreide, erfahren Sie mehr über die notwendigen Schritte, um genetische Vielfalt mit Hilfe von exotischem Material zu erhalten und dies für neue Sorten zu nutzen.
Was macht Deine Arbeit als Pre-Breeder aus?
Beim Pre-breeding kann Zuchtmaterial hinsichtlich Resistenzen und Ertrag an die sich ändernden Umweltbedingungen angepasst werden. Dafür sind verschiedene Schritte und mehrmaliges Rückkreuzen nötig. Denn exotisches Material aus der Genbank bringt zwar einzelne wünschenswerte Merkmale mit, zum Großteil aber auch störende Eigenschaften wie mangelnde Standfestigkeit, hohe Wuchshöhe, Kleinkörnigkeit oder auch niedrigen Ertrag. Entscheidend für den Erfolg ist daher zum einen die Qualität des vorhandenen Zuchtmaterials und zum anderen die Auswahl des exotischen Materials zum Einkreuzen.
Um robuste Gerstensorten auch für die Zukunft zu züchten, kreuzen wir bei KWS eigenes Zuchtmaterial mit neuem exotischem Material. Wir kreuzen Landrassen und Wildformen in unser Zuchtmaterial ein, um sie resistenter und toleranter gegenüber Krankheiten und Umweltfaktoren zu machen und um den Ertrag zu erhöhen. Auf diese Weise erhält die Gerste regelmäßig eine Art Frischzellen-Kur.
Woher bekommst Du das exotische Material?
Eine wichtige Bezugsquelle dafür sind sogenannte Genbanken. Die Bundeszentrale Ex-Situ-Genbank für Landwirtschaftliche und Gartenbauliche Kulturpflanzen des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben zählt zu den weltweit größten Einrichtungen dieser Art. Sie verfügt über rund 22.000 Saatgutmuster für Gerste. Die Genbank des IPK umfasst Wildformen, moderne Sorten und sogenannte Landrassen, die an unterschiedliche geografische und klimatische Zonen der Welt angepasst sind.
Wie findest Du in dieser riesigen Auswahl das passende Material?
Wir haben die Qual der Wahl und wissen meist nicht, in welchem Saatgutmuster beispielsweise die gewünschte Resistenz steckt. Die Beschreibungen, mit denen die Saatgutmuster in der Genbank versehen sind, enthalten oft lediglich geographische und zeitliche Informationen – etwa wo und wann die Muster gesammelt wurden. Um in Zukunft detailliertere Informationen aus Genbanken zu erhalten, engagieren sich KWS und andere Saatzucht-Unternehmen in dem Forschungsprojekt SHAPE2.
Wozu benötigen wir eigentlich Pflanzen in solch einer Vielfalt?
Das Material aus der Genbank weist Eigenschaften und Merkmale auf, die wir uns als Züchter für unsere Sorten wünschen. Die genetische Vielfalt ist wichtig, damit die Pflanzen sich verändernden Umweltbedingungen anpassen können. Diese Fähigkeit wird angesichts des Klimawandels immer entscheidender. Denn extreme Wetterbedingungen wie Hitze und langanhaltende Trockenphasen stellen Herausforderungen dar, für die die modernen Gerstensorten nicht unbedingt ausgelegt sind. Auch Krankheiten treten in der Folge des Klimawandels verstärkt auf.
Gegenüber welchen Krankheiten nutzt die genetische Vielfalt?
Gerste verfügt per se über eine gute Toleranz gegenüber Krankheiten. Durch den Klimawandel verstärkt, stellen Viruserkrankungen eine besondere Herausforderung dar.
Auf dem Feld wird sich zeigen, ob das Material aus der Genbank über die gewünschte Resistenz verfügt.
In Deutschland, aber auch England und Frankreich hat vor allem der Befall mit Viren, die durch Insekten übertragen werden, deutlich zugenommen. Im Herbst infizieren Blattläuse vermehrt die jungen Gerstenpflanzen mit dem Gelbverzwergungsvirus (BYDV) bzw. Zikaden übertragen das Weizenverzwergungsvirus (WDV). Symptome beider Krankheiten sind täuschend ähnlich; typisch sind die drastische Stauchung der Pflanzen und z. T. Vergilbungen. In der Vorzüchtung finden wir resistente und tolerante Gersten und verkreuzen sie schnell mit unseren Sorten, um sie mit Ertrag und anderen wünschenswerten Eigenschaften zu kombinieren.
Und welche Pilzkrankheiten sind durch den Klimawandel beeinflusst?
Bei der Winter- und Sommergerste wurde in den vergangenen Jahren verstärkt Ramularia beobachtet. Der Befall mit Ramularia wird durch sonnige und trockene Bedingungen im Frühjahr begünstigt. Je früher der Befall auftritt, desto höher sind die Ertragsverluste.
Bislang konnten gegen Ramularia noch keine verlässlichen Resistenzquellen gefunden werden. Jedoch kommt Resistenzen gegen Ramularia oder auch gegen die Netzfleckenkrankheit eine besondere Bedeutung bei. Bei beiden Krankheiten stehen nur wenige wirksame chemische Pflanzenschutzmittel zur Verfügung, sodass natürliche Resistenzen für die Ertragsstabilität unumgänglich sind. Deshalb suchen wir im Pre-Breeding nach wirksamen Resistenzen und kreuzen sie in die Gerstenzuchtprogramme ein, damit sie der Züchter lokal mit Ertrag kombinieren kann.
Prüfreihen anfälligen und resistenten Zuchtmaterials nach starkem Befallsdruck mit dem Gelbverzwergungsvirus (BYDV).
Autor:
Klaus Oldach
Pre-Breeder Barley KWS LOCHOW GmbH
arbeitet beim Pre-Breeding mit wilder Gerste aus der Genbank, um wirksame Resistenzen zu finden und in die KWS Zuchtprogramme einzubringen.
Im Gewächshaus entwickeln sich die Gersten-Pflanzen unter kontrollierten Bedingungen. Diese Pflanzen sind Landrassen und Wildformen aus der Genbank des IPK. Sie stammen aus der ganzen Welt.
