Forschungsreport

Grundlagen für die Züchtung auf verringerte Anfälligkeit gegen Mutterkorn bei Roggen und Triticale im Ökologischen Pflanzenbau

Auftragnehmer: Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt, Fruwirthstr. 21, 70793 Stuttgart

Projektleiter: PD Dr. Thomas Miedaner

Sachbearbeiter: Dipl. Agr. biol. Vilson Merditaj

Zeitlicher Rahmen:  01.03.2002 – 31.03.2005

Kurzfassung:

Problemstellung

Der Mutterkornpilz ist ein gefährlicher Ährenparasit, der sowohl Getreide als auch Wildgräser befällt. Roggen und Triticale sind aufgrund ihrer Offenblütigkeit besonders anfällig. Bei einem Befall während der Blüte bilden sich anstelle der Körner schwarze Überdauerungsformen (Sklerotien), besonders wenn aufgrund von Sorteneigenschaften oder schlechter Witterung wenig Pollen zur Verfügung steht. Im ökologischen Anbau ist Mutterkorn ein Problem, da die Verbreitung des Pilzes durch die Schonung von Wildgräsern an Feldrändern und im Bestand, eine reduzierte Bestandesdichte und einen späten Saattermin gefördert wird. Außerdem ist es für selbstvermarktende Landwirte oder kleine Mühlen schwierig, die Sklerotien vollständig aus dem Erntegut zu entfernen

Ziele

1. Prüfung von Populationsroggen- und Triticalesorten auf Anfälligkeit gegen Mutterkornresistenz bei Inokulation unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus,
2. Evaluierung Genetischer Ressourcen (Land- und Hofsorten, alte und ausländische Sorten) auf Resistenzträger
3. Ermittlung der genetischen Variation zwischen und innerhalb von Populationsroggen anhand von Vollgeschwisterfamilien.

Untersuchungsmethoden

Als Untersuchungsmaterial dienten 65 Roggen- und 42 Triticalesorten, von den Roggensorten waren 13 zugelassene Populationen, 52 Genetische Ressourcen. Zeitgleich wurden zur Ermittlung der genetischen Variation für Mutterkornresistenz zwischen und innerhalb von Populationsroggen von fünf Populationen je 50 Vollgeschwisterfamilien (VGF) erstellt. Eine Vollgeschwisterfamilie geht aus der unter Isolationsbedingungen erfolgten Kreuzung zweier heterozygoter Eltern hervor und stellt eine genetisch definierte und einfach handhabbare Versuchseinheit in der Fremdbefruchterzüchtung dar.

Alle Materialien wurden in den Jahren 2002 bis 2004 jeweils in vier Umwelten (Standort-/Jahr-Kombinationen) unter den Bedingungen des Ökologischen Landbaus geprüft. Der Anbau erfolgte in zwei- bzw. dreireihigen Mikroparzellen, wobei jedes Prüfglied schachbrettartig von vier gleich großen Parzellen Weizen umgeben war. Dies sollte eine gegenseitige Beeinflussung der Parzellen durch Aneinanderreiben der Ähren und damit sekundärer Übertragung von Mutterkornsporen verhindern. Alle Materialien wurden durch dreimaliges Besprühen einer Konidiensuspension (3 × 106 Konidien/ml) zur Vollblüte inokuliert, um einen ausreichend hohen Infektionsdruck zu gewährleisten. Erfasst wurde die Pollenschüttung, die Offenblütigkeit (nur bei Triticale), der Prozentuale Anteil befallener Ähren (PBÄ, nur Sorten) und Mutterkornanteil im Erntegut (PMK, alle Versuche).

Ergebnisse

In allen Umwelten (außer im Rheintal 2003) konnte durch künstliche Inokulation mit einem Isolategemisch von Claviceps purpurea ein ausreichend hoher Infektionsdruck erzielt werden, wobei das Befallsniveau in den einzelnen Jahren an den Versuchsstandorten in Abhängigkeit von der Witterung erheblich variierte. Es konnte erwartungsgemäß eine quantitative Verteilung für die Mutterkornresistenz festgestellt werden (Abb. 1).

Abb. 1: Häufigkeitsverteilung des Mutterkornanteils im Erntegut von 13 Populationssorten und 52 Genetischen Ressourcen nach künstlicher Infektion über vier Umwelten; Pfeile kennzeichnen die Populationen, innerhalb derer die genetische Variation ermittelt wurde

Alle Roggenpopulationen unterschieden sich signifikant (P <0,01) in ihrem Mutterkornbefall. Zwischen den zugelassenen Populationssorten und den Genetischen Ressourcen gab es im Mittel keinen Unterschied (Abb. 1). Die Rangfolge der Genotypen hängt in erheblichem Umfang von der jeweiligen Prüfumwelt ab (Genotyp x Umwelt-Wechselwirkung). Die geschätzte phänotypische Korrelation zwischen den beiden Resistenzmerkmalen PBÄ und PMK war im Jahr 2002 mit r= 0,67 signifikant (P < 0.01). Deshalb wurde in den weiteren Versuchsjahren die PBÄ nicht mehr erfasst. Die genetische Variation innerhalb der Populationen war in allen Fällen signifikant (P<0,01, Tab. 1). Stets fanden sich einzelne Nachkommen, die resistenter als das Populationsmittel waren. Das Mittel der Ausgangspopulationen war kaum vom Mittel der jeweiligen Nachkommenschaft verschieden. Dies ist ein Hinweis auf die überwiegend additive Vererbung der Resistenz. Der mittlere Mutterkornbefall beim Triticale fiel im Vergleich zum Roggen um Faktor 10 geringer aus. Nur bei Einbeziehung der extrem anfälligen Primären Triticale konnte ein signifikanter Unterschied festgestellt werden.

Tab. 1: Mittelwerte und genotypische Spannweiten für den Gewichtsanteil Mutterkorn im Erntegut der je 50 Vollgeschwisterfamilien von fünf Populationen, gemittelt über vier Umwelten

Konsequenzen für die Praxis

In dieser Studie konnte erstmals an Züchtungspopulationen gezeigt werden, dass es innerhalb des selbstinkompatiblen Genpools von Roggen genetisch bedingte Mutterkornresistenz gibt. Die Prüfungen müssen dazu in einer speziellen Versuchsanlage mehrortig und mehrjährig erfolgen und zwar getrennt für voll stäubendes und schwächer stäubendes Material. Interes-sant für den Züchter ist, dass es auch im etablierten Zuchtmaterial Genotypen gab, die ein ähnlich gutes Resistenzverhalten wie die Genetischen Ressourcen vorweisen. Ein gutes Bei-spiel ist die ältere deutsche Sorte Halo, die in allen Prüfumwelten den niedrigsten Befall hatte. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass eine Züchtung auf erhöhte Mutterkornresistenz bei Roggen erfolgreich sein sollte, bei Triticale scheint aufgrund des, trotz massiver künstlicher Infektion, sehr geringen Mutterkornbefalls, derzeit keine aufwändige Resistenzzüchtung er-forderlich. Bereits jetzt kann der Landwirt durch entsprechende Sortenwahl das Risiko des Mutterkornbefalls verringern.

Literatur

Betz, H. G., und H. Mielke (1996). Möglichkeiten zur Bekämpfung des Mutterkorns. Die Mühle + Mischfuttertechnik 133 (44); 726ff.
Betz, H. G., R. Müller, P. Wilde und H. Wortmann (1998) Mutterkorn vermeiden. AID 1361/1998, 3-16.
Miedaner, T., K. Fischer, V. Merditaj. 2003. Resistenzzüchtung für den Ökologischen Landbau bei Getreide. LandInfo 4: 47-50.
Miedaner, T., V. Merditaj, E.M. Thiemt und V. Hahn. 2005. Entwicklung spezifischer Zuchtziele für den Ökologischen Landbau bei Getreide und Sonnenblume. LandInfo (Im Druck).

pdf-Dateien zum Download:  Kurzfassung (20 KB);  Abschlußbericht (602 KB)

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