Kellermann, Adolf; Hammann, Thilo and Dehmer, Klaus-J. (2025) Selektion und Züchtung nährstoffeffizienter, Phytophthora-resistenter Kartoffelzuchtstämme für einen nachhaltigen ökologischen Landbau (Verbundvorhaben). [Selection and breeding of nutrient efficient and late blight resistant potato breeding lines for sustainable organic farming.] 1. Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, D-Freising 2. Julius Kühn-Institut, D-Quedlinburg 3. Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, D-Gatersleben .
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Das hier beschriebene Verbundvorhaben umfasst folgende Teilprojekte: FKZ 18NA001, FKZ 18NA002 und FKZ 18NA003.
Das Verbundprojekt EffiKar hat zum Ziel für spätere Sorten Zuchtstämme zu entwickeln, die bei reduziertem Nährstoffangebot und verringertem Pflanzenschutzmitteleinsatz Ertrags- und Qualitätssicherheit im ökologischen Landbau gewährleisten. Ebenso soll untersucht werden, inwiefern die Nährstoffversorgung der Kartoffel die Anfälligkeit gegen Phytophthora infestans beeinflusst; schließlich sollen für die Merkmale von Interesse DNA-basierte Marker entwickelt werden. In einem mehrjährigen Stickstoff Steigerungsversuch konnten keine signifikanten Effekte der N-Stufe auf den Befall mit P. infestans nachgewiesen werden. Allerdings fanden sich beachtliche Effekte der Sorten und Prebreeding-Stämme, wobei die Stämme fast ausschließlich ein deutlich höheres Resistenzniveau hatten. In den Qualitätseigenschaften konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen Sorten und Stämmen gefunden werden. Die LemnaTec-Anlage, die über mordernste Hochdurchsatz-Phänotypisierungstechnik verfügt, soll für den Einsatz bei Kartoffeln optimiert werden. An resistenten Prebreeding-Stämmen wurden Markeruntersuchungen mit bekannten PCR-Markern durchgeführt und es konnten 1-4 verschiedene Marker je Zuchtstamm nachgewiesen werden. Allerdings wurden auch Stämme mit hoher P.i. Resistenz ohne entsprechende Marker gefunden. Im Rahmen einer genomweiten Assoziationsanalyse wurden 2 signifikante Marker-Merkmal-Assoziationen auf Chromosom 9, die mehr als 20 % der phänotypischen Varianz erklären, und insgesamt 15 signifikante Marker auf Chromosom 11, die jeweils mehr als 8 % der phänotypischen Varianz für die Resistenz gegen Krautfäule erklären, gefunden. Neben vielen Kulturkartoffel (KKS) wurden erstmalig größere Anteile des andinen Kartoffel-Sortiments (AKS) sowie 40 Ökostämme bezüglich ihrer N- und P-Effizienz mit Hilfe eines Hydroponik-Systems charakterisiert. Es zeigte sich, dass N-Effizienz vor allem in andinem Material zu finden ist, während P-Effizienz zu großen Teilen bereits im Kultur-Pool enthalten ist.
Summary translation
The aim of the EffiKar joint project is to develop breeding strains for later varieties that ensure yield and quality assurance in organic farming with a reduced supply of nutrients and reduced use of pesticides. It is also to be investigated to what extent the nutrient supply of the potato influences the susceptibility to Phytophthora infestans; finally, DNA-based markers are to be developed for the traits of interest. In a multi-year nitrogen increase experiment, no significant effects of the N-level on infection with P. infestans could be detected. However, considerable effects of the varieties and prebreeding strains were found, whereby the strains almost exclusively had a significantly higher resistance level. No significant differences between varieties and strains could be found in the quality characteristics. The LemnaTec, which features state-of-the-art high-throughput phenotyping technology, is to be optimized for use with potatoes. Marker tests with known PCR markers were carried out on resistant prebreeding strains and 1-4 different markers per breeding strain could be detected. However, strains with high P.i. resistance were also found without corresponding markers. In a genome-wide association analysis, 2 significant marker-trait associations on chromosome 9, which explain more than 20% of the phenotypic variance, and a total of 15 significant markers on chromosome 11, each explaining more than 8% of the phenotypic variance for resistance to late blight, were found. In addition to many cultivated potatoes (KKS), larger proportions of the Andean potato range (AKS) and 40 organic strains were characterized for the first time regarding their N and P3 efficiency with the help of a hydroponic system. It was found that N-efficiency is mainly found in Andean material, while P-efficiency is already contained largely in the culture pool.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖL, BOEL, FKZ 18NA001, FKZ 18NA002, FKZ 18NA003, Ökologischer Landbau, organic farming, Resistenz, resistance, Kartoffel, potato, Klimaschutz, climate protection, Ackerbau, crop production, Nährstoffe, nutrients , Klimaanpassung, climate change adaptation, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | Crop husbandry |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI Germany > Other organizations Germany |
| Related Links: | https://www.bundesprogramm.de/ |
| Deposited By: | Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) |
| ID Code: | 55464 |
| Deposited On: | 09 Apr 2025 06:12 |
| Last Modified: | 09 Apr 2025 06:12 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Submitted for peer-review but not yet accepted |
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