Biotechnologie Pflanzenzüchtung BLAl104

1. Formulierung des Zuchtziels
2. Schaffung von Variabilität
   1. Kreuzen
   2. Auslösen von Mutationen (z.B. Strahlung/Chemikalien)
   3. Gentransfer (teilweise Rückkreuzung nötig)
3. Selektion von gesuchten Genotypen (Nutzen von Variabilität)
4. Erhaltungszüchtung / Sortenzüchtung

Ein Zuchtziel besteht aus den Merkmalen

• Qualität,
• Wiederstandsfähigkeiten
• und Agronomischen Eigenschaften

• Liniensorten (homozygoten = reinerbig) Weizen, Gerste, Hafer, etc.
• Landsorten sind Mischungen von homozygoten Linien (10 bis 20). Durch Auslesezüchtung werden weinige Sorten selektioniert.
• Populationssorten (heterozygoten – mischerbig) Roggen, Mais, etc.

Wilderbse

• Hülse platzt bei Reife
• Samen besitzen Keimruhe, Keimung verläuft über mehrere Jahre
• Viele kleine Samen

Kulturerbsen

• Hülsen sind Platzfest
• Samen keimen Schnell und gleichzeitig nach der Saat
• Wenige grosse Samen

Landwirtenprivileg: Ein Landwirt hat das Recht, eine geschützte Sorte, wofür er Lizenzen bezahlt hat, weiter für den Eigenbedarf zu vermehren, also Nachbau zu betreiben.

Züchterprivileg: Geschütze Sorten können von anderen Züchtern für Kreuzungen und Weiterentwicklungen frei verwendet werden.

Zur Erhaltung des Sortenschutzes muss die sogenannte DHS-Registerprüfung bestanden werden. Diese untersucht die Prüfsorte auf drei Anforderungen:

1. Unterscheidbarkeit (Distinction) mind. 1 Merkmal unterscheidet sich signifikant von jeder der bereits zugelassenen Sorten.
2. Homogenität (Homogénéite) Die Variation darf einen geltenden Standard nicht überschreiten
3. Beständigkeit (Stabilité) Spätere Generationen dürfen sich nicht zu stark von der angemeldeten Sorte unterscheiden.

Ist die gesamte produzierte Trockensubstanz (Wurzel- und Blattmasse). Jedoch aus praktischen Gründen versteht man darunter nur die oberirdische Biomasse

Ist der Anteil des Ernteproduktes an der Gesamttrockenmasse. Dieser ist für jede Fruchtart spezifisch.

• Steigerung des biologischen Ertrags (Futterpflanzen)
• Über eine Erhöhung des Ernteindexes (Getreide)
• Über die Steigerung des ökonomischen Ertrags (tiefere Verfahrenskosten)

1. Eine Sorte ist Ertragssicher, wenn diese trotz unterschiedlicher Umwelt-Interaktion gleichbleibende Erträge erwirtschaftet.
2. Regeressionskoeffizient: b=1 --> durchschnittliche Leistungsfähigkeit. Wenn b<1 = extensive Sorte b>1 = intensive Sorte
3. Varianz der Abweichung (S_d²): Wenn diese tief ist, ist die Ertragssicherheit hoch bei einem hohen (S_d²) ist die Ertragssicherheit tief

• Monogene (vertikale) Resistenz: (Qualitativ, rassenspezifisch) beruht auf der Wirkung einzelner Gene und verhindert einen Krankheitsbefall vollständig. --> nicht dauerhaft --> selektionsdruk. Der Selektionsdruck steigt mit der Anzahl Zyklen, die ein Phatogen pro Periode durchläuft.
• Gen für Gen –Hypothese: Jedem Resistenzgens des Wirtes entspricht ein Virulenzgen des Parasiten.

• Polygene (horizontale) Resistenz: (Quantitativ, rassenunspezifisch) Wirkung mehrere Gene (additive Wirkung), dauerhaft. Der Krankheitsbefall wird nicht verhindert, sondern die Auswirkungen werden reduziert. Sie können verschiedene Stadien des Krankheitsbefalls beeinflussen.
  • Eine Reduktion der Wahrscheinlichkeit mir der es zu einer Infektion kommt
  • Verzögerung der Ausbreitung
  • Reduktion der Bildung von Vermehrungsorganen

Spezielle Abwehrmechanismen, welche durch eine frühe Infektion ausgelöst werden können.

• Winterfestigkeit
• Trockenheitstoleranz
• Aluminiumtoleranz

Selbstbefruchtung: (Weizen, Gerste, Hafer, Dinkel, Sojabohnen, Erbsen, Linsen, Kartoffel) Keine Meiose und Befruchtung kommt vor. Die Mutterpflanze entspricht der Tochterpflanze (Klon)

• Vegetative Vermehrung (Mitose): Zellvermehrung über Zellteilung und Zellvergrösserung über Zellstreckung (für diesen Vorgang werden vielfach spezielle Organe gebildet Ausläufer [Erdbeeren], Stolonen [Kartoffel])
• Apomixis: Ist die Bildung von Samen ohne Einschaltung der Meiose und daher sind diese genetisch identisch mit der Mutterpflanze

Partielle Selbstbefruchtung: (Sorgumhirse, Baumwolle, Raps, Fababohne)

Fremdbefruchter: Selbstbefruchtung wird verhindert durch:

• Diöcie: (Hanf, Spinat, Feige)=Zweihäusig; Sicherste Verhinderung der Selbstbefruchtung durch Geschlechtertrennung.
• Nicht synchrone Blütenzeit:
  • Proterandrie (zuerst männliche Blüte) Mais und Sonnenblume
  • Proterogynie (zuerst weibliche Blüte) Perlhirse
• Selbstinkompatibilität: Verschiedene Mechanismen der Selbstinkopatibilität. Einfachste Variante ist, wenn ein spezifisches Gen auf Inkompatibilität geprüft wird.
  • Gametophytisch (Roggen, Futtergräser, Klee, Zuckerrüben, Obstgehölze)
  • Sporphytisch (Rübsen, Kohl, Gelbsenf)

Ungeschlechtlich (asexuelle) Vermehrung

• Zellvermehrung durch Zellteilung und Zellvergrösserung durch Zellstreckung

Der Zuchtwert ist der Wert einer Pflanze für die Weiterzucht oder für die nächste Generation der Population.

Der Selektionserfolg ist die Verschiebung eines Mittelwertes einer Population

Aneuploide Pflanzen enthalten ein oder zwei Chromosomen mehr oder weniger als die normale Anzahl

Haploide Pflanzen besitzen in ihren Zellen nur den einfachen Chromosomensatz (kleiner und steril). Der Chromosomensatz kann künstlich oder spontan verdoppelt werden. Es entsteht ein vollständiger homozygot (Doppelhploide (DH)). Diese können durch männliche und weibliche haploide Teile gewonnen werden.

Enthalten einfachen Chromosomensatz einer Pflanzenart in mehr als zweifacher Ausführung. Autopolyploidie enthalten mehr als einen einfachen Chromosomensatz in als zweifacher Ausführung. Die Autopolyploidie wird durch Colchicin ausgelösst. Colchicin ist ein Spindelgift, dass die Verteilung der Chromosome verhindet während der Mitose. Eine Behandlung mit Colchicin führt bei einer diploiden Planzen zu einer Tetraploiden Pflanze.

Art und Gattung sind eingeschränkt Kreuzbar. Allopolyploidie umgeht durch Embriokulturen in vitro die Kreuzungsbarriere. Bsp (Raps oder Triticale)