BLAl104 Pflanzenzucht

Wilderbse Kulturerbse Hülsen platzen bei Reife Hülsen sind platzfest („Warten auf die Ernte durch den Menschen“) Die Samen besitzen eine Keimruhe, sie keimen über mehrere Jahre gestaffelt, um schlechte Jahre überbrücken zu können. Die Samen keimen schnell und gleichzeitig nach der Saat. Viele kleine Samen Wenig grosse Samen

1. Steigerung des biologischen Ertrags (v.a. bei Futterpflanzen) 2. Steigerung des Ernteindexes (mehr Körner, weniger Stroh) 3. Veränderung der Qualität und damit Erhöhung der Wertschöpfung (z.B. Fettsäuremuster bei Ölen, Knollenform bei Kartoffeln) 4. Steigerung des ökonomischen Ertrags z.B. durch robuste Sorten, die extensiver (weniger Pflanzenschutz) angebaut werden können.

Die Erträge des Hybrid A streuen an den verschiedenen Standorten (Umweltmittel) stärker (Sd2) um die Regressionsgerade, d.h. die Ertragssicherheit ist geringer. Die Steigung der Geraden b ist aber höher, d.h. das Ertragspotenzial an guten Standorten ist höher als beim Hybrid B.

1. Erucasäure-Freiheit (=0-Raps) ernährungsphysiologische Verbesserung (monogene Vererbung) 2. Glucosinolatarme Sorten (=00- Raps) kann in höheren Anteilen für die Verfütterung verwendet werden (monogene Vererbung) 3. Holl-Sorten (High oleic, low linolenic = Oelsäure 18:1ca. 79%, Linolensäure 18:3 max 3%: starke Nachfragesteigerung nach Hitzebeständigen Pflanzenölen, da so keine Transfettsäuren entstehen

Biometrische Gründe: Je mehr Merkmale bei der Selektion berücksichtigt werden, umso kleiner wird der Zuchtfortschritt in einem bestimmten Merkmal (z.B. Ertrag). Biologische Gründe: Die Synthese von Oel und Protein kostet mehr Energie als die Synthese von Stärke. Züchterische Gründe: Beim Einkreuzen von besonderen Qualitätseigenschaften werden auch unerwünschte Eigenschaften übertragen (Rückschritt beim Ertrag).

Die Pflanzen mit einem bestimmten Resistenzgen R1 erkennt das entsprechende Pathogen mit der Avirulenz A1. In der Folge sterben die Pflanzenzellen rund um den Angriffspunkt des Pathogens ab und hindern den Pilz am Eindringen. Verändert sich das Pathogen, dass es von der Pflanze nicht mehr erkannt wird (a1), kann das Pathogen ungehindert in die Pflanze eindringen. Man sagt dann, der Pilz hat die Resistenz durchbrochen.

1. Reduktion der Infektionswahrscheinlichkeit z.B. durch Blattbehaarung) 2. Verzögerung der Ausbreitung des Pathogens im Wirt (durch div. Inhaltsstoffe) 3. Reduktion der Bildung von Vermehrungsorganen

- Pyramidisierung : mehrere monogene Resistenzen in derselben Sorte vereinen - Abwechslungsweiser Anbau von Sorten mit verschiedenen Resistenzgenen (verlangsamt die Anpassung des Pathogens) - Mischung von Sorten auf der gleichen Parzelle oder Anbau von me

Unter Epistasie verstehen wir eine Wechselwirkung zwischen zwei unterschiedlichen Genen Epistasie heisst, dass zwei Gene in Kombination eine besonders günstige oder ungünstige Wirkung zeigen. Beispiel Süsslupinen Es gibt zwei Formen von Lupinen, Lupinen mit bitteren Samen, welche Alkaloide enthalten und Süsslupinen ohne Alkaloide. Die Synthese der Alkaloide wird durch zwei dominant wirkende Gene (A und B) vererbt. Nur wenn beide dominanten Allele zusammenwirken, kann die Pflanze Alkaloide bilden.

1. Bei der Kreuzung von Roggen x Weizen ist die Befruchtung nur unvollständig. Die Einzelle wird befruchtet und der Keimling entwickelt sich normal. Aber das Endosperm wird nicht entwickelt, so dass der Keimling ohne künstliche Hilfe verhungern würde. Embryorescue: Keimling wird aus dem grünen Korn entfernt und auf einem Nährmedium zur Pflanze entwickelt. 2. Oft sind die Nachkommen aus dieser Kreuzung unfruchtbar. Eine Verdoppelung des Chromosomensatzes mit Colchizin löst dieses Probleme

Verdopplung des Chromosomensatzes durch eine Colchizinbehandlung z.B. bei Klee (Tetraklee, oder Roggen (Tetraroggen). Polyploide Pflanzen sind vitaler, haben grössere Zellen und liefern höhere BiomasseErträge. Deshalb ist dieses Verfahren besonders bei Kulturen interessant, wo der Biomasseertrag entscheidend ist (z.B. Futterbau).

Antherenkultur Durch die Kultur von Antheren auf Nährmedium entwickelt sich eine haploide Pflanze. Durch eine Behandlung mit Colchizin dieser einfache Chromosomensatz verdoppelt werden. Diese Doppelhaploiden vollständig homozygoten Planzen können dann in Zuchtprogrammen verwendet werden. Vorteil: Zeitgewinn gegenüber Selbstung, zudem vollständig homozygot. Kreuzung mit Wildtyp Doppel-Haploide sind in der Züchtung von Mais und Gerste von grosser Bedeutung.

1. Stabilität 2. Unterscheidbarkeit 3. Homogenität

Weizen ist als Selbstbefruchter homozygot und damit gibt es im Feld kaum eine genetische Variabilität

Phänotypischer Wert einer Einzelpflanze = genotypischer Wert + Umwelteffekt

Der Selektionserfolg hängt von folgenden Faktoren ab: genotypische Varianz in der Ausgangspopulation; Selektionsintensität; Heritabilität einer EigenschaftSelektionserfolg = Veränderung des Mittelwertes für ein Merkmal im Vergleich zur Ausgangspopulation (z.B. Ertrag) Der Selektionserfolg hängt von folgenden Faktoren ab:

Fremdbefruchtung; die Selbstbefruchtung wird verhindert durch eine gametotypische Selbstinkompatibilität

Selbstbefruchter

Fremdbefruchtung; Die Selbstbefruchtung wird verhindert durch die Diöcie: Die Geschlechter sind getrennt

Partielle Fremdbefruchtung; Dies ist eine Mischung aus Selbst- und Fremdbefruchtung

Fremdbefruchtung; nichtsynchrone Blühzeit (Proterandrie) Die beiden Geschlechter sind auf derselben Pflanze, Die männlichen Blüten blühen früher als die weiblichen.

Fremdbefruchtung; gametotypische Selbstinkompatibilität, wenn die Allele der Pollen gleich sind, wie bei der Pflanze mit dem Stempel, findet keine Befruchtung statt.

Die Maispflanze ist einhäusig, da aber die Blühzeit der männlichen und weiblichen Blüten nicht gleichzeitig ist (synchron), kann sich die Maispflanze nicht selbst befruchten. Die männlichen Blüten blühen früher.

gametotypische Selbstinkompatibilität, wenn die Allele der Pollen gleich sind, wie bei der Pflanze mit dem Stempel, findet keine Befruchtung statt.

Raps ist eine Ölsaat. Öl braucht mehr Energie als Kohlenhydrate. Deshalb erreicht der Raps die energetische Limite früher und kommt beim biologischen Ertrag nicht an den Weizen heran.

Je näher zwei Gene beieinanderliegen, desto eher ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Merkmale auch gemeinsam vererbt werden. Sie sind gekoppelt. Männlich- sterile Linien fördern die Züchtung von Hybriden bei Sonnenblumen, die das Gen für die Fertilität mit dem Gen für die Farbe des Hypokotyl gekoppelt ist, können die fertilen und die sterilen Pflanzen einfach voneinander unterschieden werden.

Zwischen Arten und Gattungen besteht eine eingeschränkte Kreuzbarkeit. Bastardisierungen gestalten sich schwieriger als Kreuzungen innerhalb von Arten. Als erfolgreiches Beispiel für interspezifische Kreuzung ist die Übertragung von Resistenzgenen von Braun- und Gelbrost in den Weizen durch die Kreuzung mit Roggen.

Bei einer Rückkreuzung bei einem dominanten Merkmal werden in der F1 alle reinerbig rezessiven aus dem Programm genommen und nur die heterozygoten Genotypen für die F2- Generation verwendet, bis das rezessive Allel nicht mehr durchkommt.

Bei einer Rückkreuzung bei einem rezessiven Merkmal werden nach der F1 alle reinerbigen Genotypen aus dem Zuchtprogramm entfernt und es wird nur mit den heterzygoten Pflanzen geselbstelt. In der F2- Generation werden wieder die mischerbigen und die reinerbigen rezessiven gekreuzt bis das dominante Gen wegekreuzt ist.

Die vertikale Resistenz ist rassenspezifisch und deshalb qualitativ ausgeprägt, von temporärer Wirksamkeit, weist eine aktive Resistenzreaktiona auf und ist umweltstabil. Die horizontale Resistenz ist rassenunabhängig und deshalb quantitativer Ausprägung, polygene vererbt und oft von Umwelt, Entwicklungsstadium und dem Infektionsdruck abhängig.

Zwei Inzuchtlinien werden gekreuzt und so entsteht in der F1- Generation eine Hybridsorte.

homogene Kultur und Heterosiseffekt

Die vertikale Resistenz ist rassenspezifisch und deshalb qualitativ ausgeprägt, von temporärer Wirksamkeit, weist eine aktive Resistenzreaktiona auf und ist umweltstabil.

Die horizontale Resistenz ist rassenunabhängig und deshalb quantitativer Ausprägung, polygene vererbt und oft von Umwelt, Entwicklungsstadium und dem Infektionsdruck abhängig.

Man verwendet solche Resistenzen nur dort, wo es nötig ist und züchtet das Gen nicht weg