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Züchtung von Hafer für den ökologischen Landbau

Herrmann, Matthias and Leithold, Barbara (2006) Züchtung von Hafer für den ökologischen Landbau. [Breeding oats for organic farming.] Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, D-Halle (Saale), Julius Kühn-Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen, D-Sanitz.

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Summary

Für den ökologischen Anbau von Hafer gibt es bislang keine hochwirksamen Bekämpfungsmöglichkeiten gegen den samenbürtigen Flugbrand. Im Rahmen eines dreijährigen Projektes sollten daher grundlegende Fragen zur Resistenzzüchtung als nachhaltigster Strategie beantwortet werden. So waren definierte Flugbrandrassen zu entwickeln, die Vererbung ausgewählter Resistenzquellen bei Spelz- und Nackthafer zu untersuchen, alte und neue Resistenzquellen für Spelz- und Nackthafer mit verschiedenen Flugbrandrassen zu prüfen und der Befall im Nachbau von auf natürliche Weise infizierten Hafersorten zu ermitteln.
Zur Virulenzprüfung mit einem Differenzialsortiment und für die Spaltungsanalysen wurde das Saatgut bei Unterdruck (-1000 mbar) in einer Sporensuspension (1g/l) inokuliert.
Über eine zwei- bzw. dreifache Vermehrung auf rassenspezifisch resistenten Sorten wurden drei Flugbrandherkünfte (D1 = Dottenfelder Hof; D2 = Darzau; K1 = Isolat aus Kanada) der selektiven Wirkung der Resistenzen ausgesetzt. Die Prüfung der daraus entstandenen Flugbrandvermehrungen wies neben einer stärkeren Virulenz der kanadischen Herkunft nach, dass lediglich aus der D1-Herkunft zwei verschieden virulente Rassen generiert wurden. Insgesamt wurden vier virulenzdefinierte Rassen selektiert, von denen zwei für genetische Analysen der Flugbrandresistenzen der Spelzhafersorten 'Flämingstip', 'Hamel' und 'Boxer' sowie der Nackthaferakzession AVE378 eingesetzt wurden. Bezüglich der letzteren Haferlinie wurde anhand der F3-Familien von Kreuzungen mit drei anfälligen Sorten ein digener dominanter Erbgang für Resistenz postuliert. Bei den Resistenzträgern 'Flämingstip', 'Hamel' und 'Boxer' sind jeweils einfache, unabhängig dominante Resistenzgene am besten mit den Spaltungszahlen vereinbar.
Im Rahmen des dreijährigen Projektes wurden 139 Hafergenotypen mit Resistenz gegen alle eingesetzten Rassen und 31 Sorten mit Resistenz gegenüber den Herkünften D1 und D2 gefunden. Die Mehrzahl der gegenwärtig in Deutschland zugelassenen Sorten ist jedoch anfällig, weshalb die Züchtung resistenter Sorten für den ökologischen Anbau sinnvoll wäre. Der Nachbau von Saatgut aus Freilandversuchen mit Flugbrandbefall hat gezeigt, dass die natürliche Infektion zu vergleichsweise hohen Befallswerten führen kann, wenn die Bedingungen für den Pilz günstig sind und keine Krankheitsresistenz vorliegt.

Summary translation

Up to now there is no effective seed treatment to prevent losses due to smut of oats in organic farming. For this reason, a three-year-project was applied to set the stage for breeding of resistant varieties. Main objectives were (i) the development of defined smut isolates, (ii) investigation of inheritance of resistances, (iii) screening of oat assortments to find and confirm new resistance sources in naked and husked oats, and (iv) examination of disease incidence after natural infection.
Seeds were inoculated using a vacuum-based method. Inoculation was done at -1000 mbar vacuum pressure and with an aqueous spore suspension of 1 g/litre.
After two or three multiplication steps of smut collections from Germany and one from Canada on different cultivars, four smut pathotypes with different virulence patterns were found. Out of the two collections from Germany, three distinctive races were developed. The Canadian accession seems to be more homogeneous, which is indicated by similar virulence patterns of the three selections. The virulence test displayed a different resistance pattern of the cultivar 'Flämingstip' in comparison with 'Hamel' and 'Boxer', whereas the letter two cultivars showed a wider resistance spectrum. Segregation data of F2, F3 and BC1 populations was allegeable by the action of independent dominant genes in each of the three cultivars. Three crosses of the naked oat accession AVE378 with susceptible naked oat varieties were analysed and revealed a dominant digenic inheritance of resistance in AVE378.
At the end of this project 139 oat lines were found to be resistant to all smut pathotypes tested. Another group of 31 oat cultivars displayed resistance to German smut races. Most of the newly released German cultivars are susceptible to smut, indicating the need for breeding of resistant oat cultivars for organic agriculture. The disease incidence after natural infection may be higher than after artificial inoculation, depending from environmental conditions during and after flowering and seeding.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, FKZ 03OE647/1, FKZ 03OE647/2, Pflanzenzüchtung, Hafer, ökologischer Landbau
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation
Research affiliation: Germany > Other organizations
Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI > Institute for Breeding Research on Agricultural Crops
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenzüchtung
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://www.bundesprogramm.de/fkz=03OE647/1, http://www.bundesprogramm.de/fkz=03OE647/2, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=03OE647&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen
Deposited By: Herrmann, Dr. Matthias
ID Code:15437
Deposited On:25 Feb 2009
Last Modified:12 Apr 2010 07:39
Document Language:German - Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau.
Projektleitung:
Teilprojekt 03OE647/1: Dr. Barbara Leithold, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Pflanzenzüchtung
Teilprojekt 03OE647/2: Dr. Matthias Herrmann, Julius Kühn-Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen
Bei dem hier vorliegenden Schlussbericht handelt es sich um den gemeinsamen Abschlussbericht für die Teilprojekte 03OE647/1 und 03OE647/2.

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