8334: Untersuchung europäischer Hafersorten auf Resistenz gegenüber Haferflugbrand (Ustilago avenae) [Investigation of Resistance to Loose Smut (Ustilago avenae) in European Oat Cultivars]

Herrmann, M. (2003) Untersuchung europäischer Hafersorten auf Resistenz gegenüber Haferflugbrand (Ustilago avenae) [Investigation of Resistance to Loose Smut (Ustilago avenae) in European Oat Cultivars]. Report, Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, Bonn.

Summary

Für den ökologischen Anbau von Hafer stellt der Haferflugbrand ein wirtschaftliches Risiko dar, da Flugbrand den Ertrag reduziert und die Saatguterzeugung gefährdet. Ein effektiver Lösungsansatz für dieses Problem wäre eine gezielte Resistenzzüchtung, wofür grundlegende Fragestellungen im Rahmen des Projektes zu untersuchen waren. So war eine Resistenzprüfmethode zu etablieren, ein breites Hafersortiment auf Resistenz zu prüfen und verschiedene geografische Herkünfte von Ustilago avenae hinsichtlich ihrer Virulenz zu testen. Am Ende des Projektes sollten die Chancen für eine erfolgreiche Resistenzzüchtung eingeschätzt werden können.
Die Inokulationsmethode auf der Basis der vakuumgestützten Infiltration des Saatgutes konnte etabliert und optimiert werden. Dazu wurden verschiedene Varianten von Inokulumkonzentration, Unterdruck und Saatgutbehälter bezüglich des Infektionserfolges in zwei Gewächshausversuchen verglichen. Für Resistenzprüfungen unter kontrollierten Anzuchtbedingungen (Gewächshaus, Frühbeet) und für Freilandversuche sind wässrige Sporensuspensionen mit Sporendichten von 1 g/lbzw. 10 g/l zu empfehlen. Eine erste im Zeitraum mögliche Virulenzuntersuchung der zwei vorhandenen Flugbrandherkünfte erbrachte einen deutlichen Virulenzunterschied. Zur Resistenzprüfung wurden insgesamt 162 Sorten und neuere Zuchtstämme sowie 216 Genbankherkünfte mit dem Sporengemisch der beiden Flugbrandherkünfte bei einer Inokulumdichte von 1 g/l und 800 mbar Unterdruck inokuliert. Die zweiortige Resistenzprüfung (Groß Lüsewitz und Darzau Hof) und auch die beiden Gewächshausscreenings ergaben für 8 aktuelle Sorten sowie 11 Genbankakzessionen ein sehr gutes Resistenzniveau. Für den ökologischen Anbau können aufgrund der Resistenz sowie agronomischer Eigenschaften die Sorten 'Neklan', 'Jumbo', 'Firth', 'Hamel', 'Boxer', 'Auteuil' und 'Chantilly' empfohlen werden. Die Aussichten für eine effiziente Resistenzzüchtung werden als sehr gut bewertet.

Additional Summary

For ecological growing of oats loose smut may become a high risk because of yield reductions and losses in seed production. The most effective and sustainable way to prevent losses due to loose smut is the growing of resistant cultivars. The goals of the present project were (i) to establish a reliable resistance test, (ii) to collect and characterise Ustilago avenae races and (iii) to find resistant cultivars among the European oat genepool, suitable for ecological oat growing in Germany.
A seed-inoculation method was established using a vacuum facility. To find an optimal combination of inoculation conditions two experiments in a glasshouse were performed with vacuum pressure, inoculum density and type of seed-inoculation container as variables. For resistance screenings under controlled environmental conditions in a glasshouse an aqueous spore suspension with a spore density of 1g/litre is recommended, whereas for nursery examinations 10 g/litre gave more reliable results.
The inoculum used consisted of two loose-smut collections with different virulences. In all resistance screenings, inoculation was done at 800 mbar vacuum pressure and an aqueous spore suspension of 1g/liter. Resistance evaluations were started with an glasshouse experiment in the spring 2003 with 216 genebank accessions of A. sativa and 40 breeding lines or differentials, followed by a nursery experiment at two locations (Groß Lüsewitz and Darzau Hof) involving 100 cultivars and lines, respectively, and were completed with an glasshouse experiment in the autumn with 60 oat lines.
The resistance screening at the two locations as well as the two glasshouse screenings identified at least 8 modern cultivars and 11 genebank accessions with very high levels of resistance. In respect to smut resistance and agronomical characters relevant for growing under ecological conditions, the cultivars 'Neklan', 'Jumbo', 'Firth', 'Hamel', 'Boxer', 'Auteuil' and 'Chantilly' are recommended. The prospects for breeding modern cultivars with resistance to loose smut are estimated to be promising.

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