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Züchtungsmethodische Ansätze zur Erhöhung der Anbaubedeutung der Gelben (Lupinus luteus) und Weißen Lupine (Lupinus albus) im Ökolandbau

Ruge-Wehling, Brigitte and Jansen, Gisela (2014) Züchtungsmethodische Ansätze zur Erhöhung der Anbaubedeutung der Gelben (Lupinus luteus) und Weißen Lupine (Lupinus albus) im Ökolandbau. [Increase of the agronomic importance of yellow (Lupinus luteus) and white lupins (Lupinus albus) for organic farming by breeding methods.] Julius Kühn-Institut, D-Sanitz und D-Quedlinburg , Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen und Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz.

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Summary

Ziel des Vorhabens war es, die Anbauwürdigkeit und Ertragssicherheit von Gelben Lupinen (LUG) und Weißen Lupinen (LUW) zu steigern. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele waren (A) Identifizierung von genetischen Ressourcen für Anthraknoseresistenz und Frühzeitigkeit und (B) Charakterisierung von LUG- und LUW-Sorten und Zuchtstämmen hinsichtlich Kornertrag, Rohprotein- und Alkaloidgehalt.
Im dreijährigen Versuch erwies sich die polnische LUG Sorte 'Taper' als sehr resistent und zugleich frühzeitig. Bei LUW wurde diesbezüglich keine Differenzierung beobachtet. Die Vererbungsanalyse der Resistenz in 'Taper' ergab einen monogen-dominanten Erbgang. Zur Entwicklung von Selektionsmarkern für die Resistenz wurden ca. 80 PCR-Markerassays aus verschiedenen Leguminosengenomen etabliert.
Erträge und Inhaltsstoffe wurden über 3 Jahre auf 3 ökologisch bewirtschafteten Standorten (Groß Lüsewitz, Steinach, Triesdorf) untersucht. Die Erträge, Tausendkorngewichte und Proteingehalte von LUG und LUW betrugen durchschnittlich 9,8 dt/ha und 11 dt/ha, 146 g und 373 g bzw. 43,1 % und 39,0 % in TM. Eine GC-/MSMethode zur Bestimmung der Alkaloide in Gelben und Weißen Lupinen etabliert, mit welcher signifikante Sortenunterschiede im Bitterstoffgehalt nachgewiesen werden konnten. Der Gesamtalkaloidgehalt in LUG betrug im Mittel 0,0177 % und bei LUW 0,2796 %. Eine zerstörungsfreie NIR-Schnellbestimmungsmethode an ganzen Samenkörnern für Rohproteingehalt bei LUG und LUW konnte mit einem Bruker Multi-Purpose Analyzer etabliert werden. Für eine NIR-basierte Analyse des Alkaloidgehalts war hingegen der Fehler der Kalibrierung und Validierung noch zu hoch.
Die im Vorhaben erzielten Forschungsergebnisse unterstützen die Eiweißstrategie des BMEL.

Summary translation

The overall aim was to lend a contribution to increasing agronomic importance, yield and yield stability of yellow and white lupins. The research goals were (i) to identify genetic resources of anthracnose resistance and earliness, and (ii) to characterise cultivars and breeding lines with regard to kernel yield, protein and alkaloid contents.
The yellow lupin cv. 'Taper' was found to express high levels of anthracnose resistance, combined with good earliness. There was no differentiation with these two traits among entries of white lupin. Resistance in cv. 'Taper' was found to be inherited by a single dominant factor. About 80 PCR-based molecular marker assays were established using sequence information from a variety of legume genomes.
In a field trial (3 yrs., 3 locations) under organic farming conditions, average yields, thousand-kernel weight and protein contents among cultivars and breeding lines of yellow and white lupin were 9.8 dt/ha and 11 dt/ha, 146 g and 373 g, and 43.1 % and 39.0 % in dry matter, respectively. Using a GC/MS-based method, seeds of yellow and white lupins were found to contain 0.0177 % and 0.2796 % of alkaloids, respectively. A non-destructive NIRbased method for determining the protein content in whole seeds was set up to assist plant breeding programmes.
The results support the national protein strategy of BMEL.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 09OE071, Gelbe und Weiße Lupine, Resistenz, Inhaltsstoffe, Molekulare Marker
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation
Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenzüchtung
Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI > Institute of Resistance Research and Stress Tolerance
Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI > Institute for Breeding Research on Agricultural Crops
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://www.bundesprogramm.de/fkz=09OE071, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=09OE071&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen
Deposited By: Ruge-Wehling, Dr. Brigitte
ID Code:28098
Deposited On:20 Jan 2015 11:41
Last Modified:20 Jan 2015 11:41
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung: Dr. Brigitte Ruge-Wehling, Julius Kühn-Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen

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