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http://www.agrarbericht-2010.bayern.de/landwirtschaft-laendliche-entwicklung/pflanzenzuechtung.html

Pflanzenzüchtung

International ist die Pflanzenzüchtung ein wichtiger Zukunfts- und Wachstumssektor. Regional führt das zu einer steigenden Konzentration auf wenige Firmen. Bei manchen Kulturarten gibt es keine oder nur noch geringe Aktivitäten von mittelständischen Züchtungsfirmen, weil der Aufwand für Forschung und Entwicklung hoch ist. Mit dem Strukturwandel in der Pflanzenzüchtung drohen regionale Zuchtprogramme und damit genetische Vielfalt verloren zu gehen – auch in Bayern.

Einen Gegenpunkt zu dieser Entwicklung setzt die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) mit dem Erhalt und der Optimierung eines bayerischen Genpools bei wichtigen Kulturpflanzen. Sie erarbeitet züchterische Grundlagen (prebreeding), vor allem zur Förderung von Resistenz- und Qualitätseigenschaften und zur Steigerung von Ertragsstabilität und Klimatoleranz. Dabei entsteht junges, definiertes Zuchtmaterial, das über die Bayerische Pflanzenzuchtgesellschaft (BPZ) in den praktischen Zuchtbetrieben zur Sortenreife entwickelt wird. Die BPZ ist ein Zusammenschluss der bayerischen Pflanzenzüchter und der LfL. In dieser Gesellschaft arbeiten die staatliche Einrichtung und die privaten bayerischen Pflanzenzüchter zum Nutzen der bayerischen Landwirtschaft zusammen.

Diese vielseitige genetische Basis sichert dem Pflanzenbau in Bayern gerade unter den Bedingungen des fortschreitenden Klimawandels und der Verknappung von fossilen Energieträgern auch langfristig ein hohes ökonomisches und ökologisches Niveau.

Die richtungsweisende öffentlich-private Partnerschaft bei der Anwendung moderner Methoden von Biotechnologie über Genomforschung bis hin zu fortschrittlicher Sensorik für Pflanzenstress ist eine wertvolle strategische Zukunftsinvestition für Bayern.

Die angewandte Züchtungsforschung der LfL konzentriert sich auf folgende wichtige Schwerpunktthemen:

Resistenzzüchtung

Genetische Resistenzen gegen Krankheiten und Schädlinge sind der Schlüssel zum umweltgerechten Pflanzenbau. Resistenzen gegen tierische Schädlinge oder von Insekten übertragenen Krankheiten werden aufgrund der Klimaerwärmung und wegen der besonderen Probleme mit einigen Beizwirkstoffen (Bienengefährdung) sogar an Bedeutung gewinnen. Aktuelle Arbeitsschwerpunkte sind:

  • Echter Mehltau (alle Arten),
  • Falscher Mehltau (Kartoffeln, Hopfen),
  • Septoria tritici (Weizen),
  • Fusarium (Weizen, Mais),
  • Verticillium-Welke (Hopfen),
  • Rhynchosporium, Netzflecken und nichtparasitäre Blattverbräunungen (Gerste),
  • Rostarten (Getreide, Gräser),
  • Viruskrankheiten (Kartoffeln, Gerste, Hopfen),
  • Blattläuse (Hopfen),
  • Nematoden und Bakterienkrankheiten (Kartoffeln).

Resistenzzüchtung kann auch aktiver Verbraucherschutz sein. Mit Fusarium befallene Weizen- und Maiskörner können toxische Stoffe (Mykotoxine) enthalten. Deshalb sind resistente Sorten die effizienteste und zugleich kostengünstigste Methode, um das Toxin-Risiko zu senken. An der LfL wurden im Rahmen von Forschungsprojekten wichtige molekulare Selektionsmarker entwickelt, die eine weitere Erhöhung des Resistenzniveaus im Zuchtmaterial ermöglichen.

Qualitätszüchtung

Neue Züchtungen berücksichtigen geänderte Qualitätsansprüche und erlauben alternative Verwertungen und neue Perspektiven im Anbau. Heute erreichen z. B. innovative Weizensorten gute Backqualitäten auch bei niedrigen Eiweißgehalten. Das bedeutet einen geringeren Stickstoffbedarf und die Möglichkeit einer umweltfreundlicheren und kostengünstigeren Erzeugung. Im konventionellen Landbau lassen Sorten mit geringem Stickstoffbedarf die Ziele der Wasserrahmenrichtlinie leichter erreichen. Im ökologischen Landbau sind Sorten mit hoher Qualitätsleistung bei begrenztem Stickstoffangebot die unverzichtbare Voraussetzung für verarbeitungsgerechte Qualitäten. Qualitätseigenschaften sind bei allen Pflanzenarten wichtige Zuchtziele. Von herausragender Bedeutung ist die Qualitätszüchtung bei Hopfen (Aroma, Bitterstoffe), Heilpflanzen (Wirkstoffgehalt), Kartoffeln (Stärke, Verarbeitungsqualität) und Futterpflanzen (Verdaulichkeit, Energiegehalt).

Nachwachsende Rohstoffe

LfL-Zuchtmaterial wird bei vielversprechenden Arten auch auf die Eignung als nachwachsender Rohstoff evaluiert und bewertet. Bei Mais konnten bereits mehrere aussichtsreiche Zuchtlinien für den Einsatz als Biogas-Substrat entwickelt werden. Bei Kartoffeln sind Stärkeertrag und zunehmend die Stärkequalität, z. B. für Bindemittel und Klebstoff, im Fokus. Am Technologie- und Förderzentrum (TFZ) für nachwachsende Rohstoffe in Straubing werden darüber hinaus aussichtsreiche Verfahren zur Rohstoffgewinnung aus Biomaterialien (Fette, Öle, Ganzpflanzen, Fasern, Festbrennstoffe) analysiert und innovative Anbauverfahren für Energiepflanzen untersucht.

Erhalt und Bearbeitung pflanzengenetischer Ressourcen

Die angewandte Züchtungsforschung der LfL leistet für die Nutzpflanzen-Biodiversität in Bayern einen strategischen Beitrag. Die LfL verfügt heute über eine Fülle an wertvollen Linien und Herkünften, erweitert diese ständig und arbeitet aktiv an nationalen und internationalen Projekten mit. Von überregionaler Bedeutung sind die Ökotypensammlung bei Futtergräsern, die Sammlung an chinesischen Heilpflanzen und die Hopfensammlung des LfL-Hopfenforschungszentrums Hüll. Die Hüller Hopfensammlung mit fast 20 000 Zuchtstämmen und Wildhopfen sowie über 150 internationalen Sorten kann als die Genbank für Hopfen bezeichnet werden.

Bei Heil- und Gewürzpflanzen wurde an der LfL eine Vielzahl von weltweiten Herkünften und Sorten gesammelt, beurteilt und selektiert. Inzwischen konnten zahlreiche, deutlich in der Qualität verbesserte Herkünfte den bayerischen Vermehrungsbetrieben zur Verfügung gestellt werden. Ein großer Erfolg ist das Arbeitsgebiet „Chinesische Heilpflanzen“. Diese für Bayern völlig neue Artengruppe wurde auf der Basis systematischer Forschungsarbeit etabliert und in den heimischen Anbau eingeführt. Bayerische Erzeuger können nun qualitativ hochwertige Pflanzen für die immer beliebter werdenden traditionellen chinesischen Heilverfahren bereitstellen.

Klimawandel (vgl. Klimaschutz)

Biotechnologie und Gentechnik

Bio- und Gentechnologie sind wichtige Schlüsseltechnologien für die Pflanzenzüchtung. Ziel der angewandten Forschung an der LfL ist es, die Ergebnisse der Grundlagenforschung in verbraucher- und praxisorientierte Anwendungen umzusetzen.

In vitro Regenerations- und Vermehrungstechnik

Mit den In-vitro-Techniken werden die klassischen Zuchtmethoden ergänzt. An der LfL sind diese Techniken bei Getreide, Mais, Kartoffel, Hopfen und Heilpflanzen in Züchtungsforschung und Züchtungspraxis eingebunden. Sie dienen bei vegetativ vermehrten Arten wie Kartoffeln, Hopfen und Heilpflanzen zur Herstellung von virusfreiem Vermehrungsmaterial, zur effizienten Dauerlagerung, zur schnellen Vermehrung von Zuchtmaterial oder zur Kreuzung von Wildmaterial mit Zuchtsorten, um Resistenz- und Qualitätseigenschaften einzulagern. Außerdem helfen die In-vitro-Methoden bei der Erhaltung wertvoller genetischer Ressourcen oder alter Sorten, wie z. B. die Kartoffel „Bamberger Hörnla“.

Genomanalyse

Die Genomanalyse ermöglicht die exakte Zuordnung züchterisch wertvoller Eigenschaften zu entsprechenden Genen auf den Chromosomen. Damit lassen sich genetische Tests für die Selektion von Zuchtmaterial entwickeln. Sie ermöglichen dem Pflanzenzüchter eine exakte Selektionsentscheidung sowie Aussagen über die genetische Diversität des vorhandenen Zuchtmaterials.

Durch die effiziente Vernetzung von Biotechnologie und klassischer Züchtung sind an der LfL zahlreiche praxisrelevante Projekte bearbeitet und wichtige Ziele erreicht worden. Besonders hervorzuheben sind

  • Selektionsmarker für Mehltau- und Fusariumresistenzgene bei Weizen,
  • Selektionsmarker zur Verbesserung der Brauqualität bei Gerste im Rahmen des bundesweiten Projekts „GABI“,
  • Entdeckung eines Resistenzgens gegen die nichtparasitäre Blattverbräunung (NBV) der Gerste,
  • Entwicklung von neuen Selektionsmethoden und zur Anpassung an den Klimawandel mit Hilfe von künstlichem Stress in Klimakammern und mit Hilfe eines Rollhauses zur Erzeugung von Trockenstress im Rahmen des bayerischen Klimaprogramms,
  • Selektionsmarker für das hochwirksame PVY-Resistenzgen bei Kartoffeln,
  • Entwicklung von Markern für Qualitäts- und Resistenzeigenschaften bei Kartoffeln,
  • markergestützte Selektion auf Mehltauresistenz bei Hopfen, Integration neuer Resistenzträger gegen Rhynchosporium bei Gerste aus spanischen Landrassen.