Forschungs- und Innovationsprojekt
PHÄNOBRID: Züchterische Optimierung von Hybrid-Wintergerste für den Anbau in Biogas-Fruchtfolgen

Wintergerstenfeld

Testhybriderzeugung bei Wintergerste im Feld mit Gametozid oder CMS-Restorer-Linien

Ziel des Projektes ist es, eine Züchtungsstrategie zu entwickeln, die es ermöglicht, optimierte Wintergerstensorten für die Nutzung in Biogas-Fruchtfolgen bereitzustellen. Drüber hinaus soll geklärt werden, inwieweit Hybridsorten ein verbessertes Wurzelwachstum zeigen. Erkenntnisse über den genetischen Hintergrund dieser Eigenschaften tragen zur gezielten Züchtung von Sorten für den Anbau als Biogassubstrat bei. Durch die Entwicklung von Zuchtmaterial für die beteiligten mittelständischen Pflanzenzüchter wird deren Wettbewerbskraft im internationalen Sortenmarkt deutlich gestärkt. Molekulargenetische Marker sind ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der Effizienz in der Selektion und erhöhen damit ebenfalls die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Pflanzenzüchter.
Wintergerste bietet einige Vorteile, die sie als nachwachsenden Rohstoff interessant macht. Durch die Auflockerung von maisbetonten Fruchtfolgen wird die biologische Vielfalt bei den Ackerkulturen gefördert. Die gute Ausnutzung der Winterfeuchte und die hohe Stickstoffaufnahme der Gerste aus dem Boden reduzieren Nitrat-Auswaschung und Erosion und können so die Nachhaltigkeit in einer Landbewirtschaftung zum Zwecke der Biogasproduktion entscheidend verbessern. Damit trägt das Projekt dazu bei, die Nachhaltigkeit der Rohstoff- und Energiebereitstellung zu verbessern.

Methode

Basis sind Mutter- und Vaterlinien aus Zuchtprogrammen der Wirtschaftspartner. Diese werden an der Landesanstalt für Landwirtschaft, an der Technischen Universität München und bei privaten Pflanzenzuchtunternehmen auf Merkmale phänotypisiert, die für die Verwendung von Wintergerste als Biogassubstrat und für die Kombinationsfähigkeit wichtig sind, um interessante und passende Kreuzungseltern zu finden hinsichtlich:
  • Spätsaatverträglichkeit
  • Winterhärte
  • Strohstabilität
  • Biomasseentwicklung und -leistung
  • Resistenz gegen Pilz-und Viruskrankheiten
  • Wuchshöhe
  • Blühzeitpunkt
  • Offenblütigkeit
Der Projektpartner am Forschungszentrum Jülich untersucht in modernen Hochdurchsatzverfahren das Wurzelwachstum in Verbindung mit Stresstoleranz und Vitalität der Gerste.
Ein publiziertes und etabliertes CMS-System wird in ausgewählte Mutterlinien eingekreuzt. Parallel dazu wird ein bekanntes dominantes Restorergen, das die Fertilität in den Nachkommen wieder herstellt, in Vaterlinien eingebracht.
Testhybridsaatgut für die Untersuchung von Heterosiseffekten wird mit verschiedenen Verfahren aus ausgewählten Elternkandidaten erstellt. Zum einen wird ein Gametozid zur Erzeugung getestet. Zum anderen wird bereits fortgeschrittenes CMS- und Restorermaterial frei in isolierten Parzellenversuchen im Feld oder unter Isolation von Ähren mit Kreuzungstüten kombiniert. Weitere interessante Kandidaten werden durch Handkreuzung hybridisiert.
Eine Assoziationsstudie ermöglicht die Identifizierung von neuen Markern für Merkmale im Zusammenhang mit der Nutzung von Wintergerste als nachwachsenden Rohstoff sowie für Stresstoleranz. Mit Elternlinien und Testhybriden sollen an der LfL, der TUM und am FZ Jülich molekulare Grundlagen von Heterosis aufgeklärt werden. Die beteiligten Unternehmen führen umfangreiche Feldversuche durch. Mit Marker gestützter Selektion kann die Kombinationsfähigkeit von Elternlinien effizienter abgeschätzt werden.

Ergebnisse

Die Phänotypisierung, Feldversuche und Genotypisierung von Elternlinien und Standardsorten wurden erfolgreich durchgeführt. Statistische Auswertung und Verrechnung der phänotypischen und genotypischen Daten sowie Versuche mit den Testhybriden sind in Bearbeitung.
Projektleitung: Dr. M. Herz, Züchtungsforschung Winter- und Sommergerste, IPZ 2b
Projektbearbeitung: Marlene Mühlbauer (seit 01.04.2014), Züchtungsforschung Winter- und Sommergerste, IPZ 2b
Joni-Anna Mierowski (bis 31.08.2016), Züchtungsforschung Winter- und Sommergerste, IPZ 2b
Genehmigte Laufzeit: 01.09.2013 – 31.08.2017
Fördernde Institution: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Fördernummer: 22402011
Kooperation: Dr. Günther Schweizer, Genomanalyse, IPZ 1b