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Radicchio und Zuckerhut (Cichorium intybus var. Foliosum) - Entwicklung von Populationen und Züchtungsmethodik für den ökologischen Gemüsebau

Fleck, Michael; Becker, Kornelia; Pelc, Emilia; Becker, Heiko and Horneburg, Bernd (2015) Radicchio und Zuckerhut (Cichorium intybus var. Foliosum) - Entwicklung von Populationen und Züchtungsmethodik für den ökologischen Gemüsebau. [Italian chicory and Sugarloaf (Chicorium intybus var. foliosum) – development of populations and evaluation of breeding methods useful for organic horticulture.] Kultursaat e.V., D-Echzell; Georg-August-Universität Göttingen, Abteilung Pflanzenzüchtung, D-Göttingen .

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PDF - German/Deutsch (Schlussbericht Teilprojekt FKZ 10OE079)
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PDF - German/Deutsch (Merkblatt Teilprojekt FKZ 10OE079)
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PDF - German/Deutsch (Schlussbericht Teilprojekt FKZ 10OE109)
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Summary

Zusammenfassung der Teilprojektes FKZ 10OE079:
Im Rahmen eines vierjährigen Projektes sollten aus jeweils vier züchterisch vielversprechen-den Radicchio- und Zuckerhutpopulationen als Ausgangsmaterial an zwei langjährig biologisch-dynamisch bewirtschafteten On-farm-Standorten mehrere Favoriten mit einer Eignung für den ökologischen Erwerbsgemüsebau entwickelt werden. Gleichzeitig wurde im Rahmen des Projektes geprüft, ob durch die Methode der Frühjahrsaussaat mit Selektion im Rosettenstadium und Samenbau im gleichen Jahr die Züchtung der Zichoriensalate effizienter gestaltet werden kann.
Mit dem Ziel einerseits den Zuchtgang zu beschleunigen und die Einheitlichkeit der Genotypen zu erhöhen, andererseits aber auch gezielt und effizient auf Merkmale des erntereifen Kopfes hin selektieren zu können, erfolgte innerhalb der Projektlaufzeit in zwei verschiedenen Ver-fahren jeweils ein Selektionsschritt im Frühjahr und einer im Herbst. Nach dem ersten Projektjahr fiel eine Zuckerhutpopulation mangels Samenbildung aus. Aus den sieben verbleibenden Populationen wurde in der Projektlaufzeit eine Vielzahl verschiedener Linien gebildet.
Sichtungsanbauten aller favorisierter Linien sowohl nach dem ersten als auch nach dem zweiten Selektionsschritt gaben Aufschluss über den Zuchtfortschritt im Vergleich zu den Ausgangsgenotypen, den Stand der Genotypen im Vergleich zu am Ökomarkt gängigen Referenzsorten, sowie über die Tauglichkeit der Frühjahrsselektion.
Bei Radicchio entstanden mehrere potentielle Sortenkandidaten, die im abschließenden Sichtungsanbau besser abschnitten als die samenfeste Referenzsorte. Bei Zuckerhut entstanden mehrere Favoriten, die im abschließenden Sichtungsanbau in den Merkmalen Ertrag, Einheitlichkeit und Lagerfähigkeit mindestens so gut wie oder deutlich besser abschnitten als die samenfeste Referenzsorte. Die geschmackliche Qualität der samenfesten Referenzsorte wurde jedoch nicht übertroffen. Zwei Radicchio- und zwei Zuckerhutgenotypen wurden im größerflächigen ökologischen Erwerbsanbau auf ihre Praxistauglichkeit geprüft und zum Teil positiv bewertet.
Bezüglich der Methode der Frühjahrsselektion deuten die Ergebnisse insgesamt darauf hin, dass damit durchaus einerseits eine Beschleunigung des Zuchtgangs und andererseits ein Zuchtfortschritt sowohl in der Einheitlichkeit und Gesundheit als auch in den Merkmalen des erntereifen Kopfes möglich sind. Ein weiterer Vorteil ist die relativ sichere Saatgutgewinnung im Vergleich zur zweijährigen Methode, bei der die Elitepflanzen die vergleichsweise problematische Überwinterung überstehen müssen.
Die Untersuchungsergebnisse auf Basis zweier Genotypen deuten jedoch auch darauf hin, dass eine wiederholte Frühjahrsselektion einen negativen Einfluss auf die Schossfestigkeit haben könnte. Deswegen sollte eine Frühjahrsselektion am besten nur in Kombination mit einer anschließenden Herbstselektion zur Anwendung kommen.
Ob es bei der Kombination der beiden Selektionszeitpunkte (einmal im Frühjahr und einmal im Herbst) vorteilhafter ist mit einer Frühjahrsselektion oder einer Herbstselektion zu beginnen, konnte nicht abschließend beurteilt werden.
Zusammenfassung des Teilprojektes FKZ 10OE109
Zuckerhut und Radicchio bereichern das Spektrum der späten und lagerfähigen Freilandsalate im Gemüsebau. Das dem ökologischen Erwerbsanbau zur Verfügung stehende Sortenangebot ist sehr begrenzt. Es gibt nur wenige samenfeste Sorten bzw. Herkünfte. Ein weiterer Aspekt, der die Züchtung von offen abblühenden Sorten dringend erscheinen lässt, ist die Entwicklung von CMS-Hybriden mittels Zellfusion im Bereich der Zichoriensalate. Diese Züchtungsmethode wird vom Weltdachverband IFOAM als unvereinbar mit den Grundsätzen des ökologischen Anbaues angesehen.
Ziel des Vorhabens ist die züchterische Entwicklung von Populationssorten der Zichoriensalate Radicchio und Zuckerhut (Cichorium intybus var. foliosum) für den ökologischen Erwerbsgemüsebau. Zuchtmethoden, die mit den Prinzipien und Richtlinien des Ökolandbaus vereinbar sind, werden geprüft und entwickelt. Die Feldversuche wurden auf ökologisch bewirtschafteten Flächen des Versuchsgutes Reinshof bei Göttingen durchgeführt.
Durch Selektion aus samenfesten Sorten und durch die Kreuzung ausgewählter Hybrid- und samenfester Sorten wurden Populationen für die ökologische Züchtung entwickelt. Von diversen Populationen aus dem Kreuzungsprogramm steht Saatgut für Folgeprojekte in der Erhaltungszuchtbank des Kultursaat e.V. zur Verfügung.
Die optimale Überwinterung bei Temperaturen von 2-6 °C, hoher relativer Feuchte >80 % und mit Zusatzlicht führt zu fast keinen Ausfällen. Wenn möglich, sollte diese Methode eingesetzt werden. Entsprechende Einrichtungen sind als praxisübliche Kühlräume in vielen Gärtnereien und landwirtschaftlichen Betrieben vorhanden.
Zuckerhut ist viel einfacher zu überwintern, als Radicchio. Besonders zu empfehlen ist das regelmäßige Putzen = Entblättern während des Winters bei kalter und feuchter Lagerung.
Die Inzuchtdepression durch Selbstung oder Vollgeschwisterpaarung kann erheblich sein. In vier untersuchten Genotypen (2 Radicchio, 2 Zuckerhut; 2 samenfest, 2 hybrid) lag die Ertragsdepression durch Inzucht signifikant zwischen 15 % und 23 %; ein unterschiedliches Verhalten von Zuckerhut versus Radicchio oder Hybrid- versus samenfester Sorte konnte nicht beobachtet werden. Das Gewicht der Pflanzen war in den Versuchen sehr zuverlässig zu ermitteln: Die Heritäbilität für dieses Merkmal lag für jeden Genotyp über 95 %. Als Fazit sollten in Züchtung und Erhaltung Populationsengpässe vermieden und Populationsgrößen von mindestens 50 Individuen angestrebt werden.
Mit 24 Genotypen Radicchio und Zuckerhut wurde untersucht, ob die Ausprägung relevanter Merkmale in Früh- und Herbstanbau korreliert. Die Selektion im Frühjahr mit anschließender Saatgutproduktion im gleichen Jahr würde die Züchtung beschleunigen. Die Selektion im Frühjahr ist nur stark eingeschränkt möglich, da wichtige Merkmale wie Blattgröße und Deckungsgrad nicht oder nur schwach korrelierten. Die Kopfbildung wurde wesentlich durch die Schossfestigkeit im Frühjahr beeinflusst.
Es ist möglich, einen Winter-annuellen Zyklus züchterisch zu nutzen mit einer sechswöchigen Vernalisation im Vernalisationscontainer. Allerdings kann nicht mit allen Genotypen unkompliziert gearbeitet werden. Es ist deshalb empfehlenswert, auf Ganzjahresanbau zu selektieren und den vollen biannuellen Zyklus zu durchlaufen.
Die weitreichendste Nutzung in einem Folgeprojekt wäre die Selektion der im Projekt entwickelten Populationen auf Ganzjahresanbau – unsere Empfehlung – bzw. Schossfestigkeit bei relativ früher Aussaat in nördlichen Anbaugebieten. Relevante Eigenschaften sind in den neuen Züchtungspopulationen vorhanden.

Summary translation

Radicchio and sugarloaf (Cichorium intybus var. foliosum) are important outdoor leafy vegetables for harvest late in the season and storage. The choice of cultivars for organic production is rather limited. Only a few open pollinated cultivars are available. Another aspect supporting the need for new open pollinated cultivars is the development of cms hybrids deriving from cell fusion in Cichorium intybus. This breeding method does not comply with organic principles according to IFOAM.
Aim of this project is the development of open pollinated cultivars of radicchio and sugarloaf for commercial organic horticulture. Breeding methods in accordance with organic principles and standards are investigated and developed. Field trials were carried out on organic fields at Reinshof experimental station near Göttingen.
By means of selection from open pollinated cultivars and by crossing selected open pollinated and hybrid cultivars diverse populations were developed to support organic breeding. Seed is available from Kultursaat e.V.
The successful storage of selected plants during Winter is essential for breeding programs. In optimum storage with temperatures of 2-6°C, relative humidity exceeding 80% and with additional light almost all plants survived. If possible, this method should be applied. Suitable storage facilities are available in many market gardens and farms. Radicchio causes more problems during storage than sugarloaf. Thus, the outer leaves should be removed frequently.
Inbreeding depression caused by selfing or full-sib mating can be substantial. In the four investigated genotypes (2 radicchio, 2 sugarloaf; 2 open pollinated, 2 hybrid) yield depression by inbreeding was significant and ranged from 15% to 23%. Differences between radicchio and sugarloaf or hybrid and open pollinated, respectively, were not observed. Above ground biomass could be determined reliably; heritability exceeded 95% for each genotype. As a result population bottlenecks should be avoided in breeding programs and maintenance breeding. A population size of at least 50 individuals is recommended.
24 genotypes of radicchio and sugarloaf were used to correlate the development of relevant traits when grown in Spring as compared to Autumn. Selection in Spring with subsequent seed production would speed up breeding programs. Spring selection is only possible to a very limited extend as Spring and Autumn values for relevant traits like leaf size and soil cover did show no or weak correlations. Head formation was mainly influenced by bolting resistance in Spring.
A Winter annual life cycle including six weeks of vernalization can generally be used in breeding. For some genotypes, however, severe restrictions were observed. It is recommended to use selection for day-neutral genotypes in Spring planting and work with a biannual life cycle.
The most far reaching application in follow-up projects would be the selection for day-neutral genotypes in Spring planting. Successful selection would facilitate cropping throughout the growing season or reduce bolting in Northern production areas. Relevant traits were included in the development of new breeding populations.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 10OE079, FKZ 10OE109, italian chicory, large-leaved chicory, cell fusion, cms hybrids, Protoplastenfusion, Cytoplastenfusion, Zellfusion, CMS-Hybriden
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Vegetables
Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenzüchtung
Germany > Kultursaat e.V.
Germany > University of Göttingen > Plant Breeding
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=10OE079&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=10OE109&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/saved_search?savedsearchid=1378
Deposited By: Fleck, MSc Michael
ID Code:30502
Deposited On:05 Sep 2016 12:05
Last Modified:19 Sep 2016 12:34
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 des Teilprojektes FKZ 10OE079: Dr. Michael Fleck, Kultursaat e.V.
Bearbeitung des Projektes: Michael Fleck, Kornelia Becker, Emilia Pelc
Projektleitung des Teilprojektes FKZ 10OE109: Dr. Bernd Horneburg, Georg-August-Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Pflanzenzüchtung
Bearbeitung des Projektes: Heiko Becker, Bernd Horneburg

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