Eine MAGIC-Population als ein Ansatz zur Erhaltung und Entwicklung züchterisch nutzbarer genetischer Diversität von Wintergerste durch on-farm Management

  • Lorenz Bülow Julius Kühn-Institut (JKI), Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Breeding Research on Agricultural Crops, Quedlinburg, Germany
  • Marion Nachtigall Julius Kühn-Institut (JKI), Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Breeding Research on Agricultural Crops, Quedlinburg, Germany
  • Lothar Frese Julius Kühn-Institut (JKI), Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Breeding Research on Agricultural Crops, Quedlinburg, Germany
Schlagworte: MAGIC-Population, Evolutionsramsch, Wintergerste, genetische Ressourcen, nachhaltiges landwirtschaftliches Produktionssystem

Abstract

Zusätzliche genetische Diversität in Züchtungsprogrammen und im Wintergerstenanbau sind erforderlich, um den Auswirkungen des Klimawandels besser begegnen zu können. Um bestehende Aktivitäten der Wintergerstenzüchter zu ergänzen, wurde 2008 mit einem Programm zur Populationszüchtung begonnen. Von insgesamt 227 deutschen Wintergerstesorten, die im Zeitraum von 1914 bis 2003 eine Sortenzulassung erlangten, wurden 58 Sorten mit SSR-Markern genetisch analysiert. Davon wurden 32 möglichst divergente Elternlinien ausgewählt und anschließend über 6 Generationen nach einem multiparentalen Kreuzungsschema (MAGIC) miteinander gekreuzt. Die daraus resultierenden 324 Linien wurden zu einer heterogenen MAGIC-Population vereint. Um sich an regionale Bedingungen anzupassen und auszudifferenzieren, werden derzeit MAGIC-Subpopulationen in einem Netzwerk bestehend aus 12 unterschiedlichen, ökogeografisch kontrastierenden Standorten in Deutschland an- und nachgebaut und somit als Evolutionsramsche einer natürlichen standortbedingten Selektion unter­zogen. Der Nachbau wird über einen Zeitraum von 6 bis 8 Jahren erfolgen und beinhaltet für jeden Standort zwei unterschiedliche Intensitätsstufen bezüglich Düngung und Pflanzenschutzmaßnahmen. Für die Protokollierung der Anbaubedingungen, die Erfassung von Evaluierungsdaten, aber auch zur Dokumentation des MAGIC-Kreuzungsschemas sowie für nachfolgende Datenanalysen wurde das Informationssystem ROBUSTUM entwickelt. Der beschriebene Ansatz erlaubt eine kontinuierliche und dynamische Anpassung der natürlichen genetischen Vielfalt in unseren Kulturpflanzen an klimatische und standortbedingte agronomische Veränderungen. Damit eignen sich Evolutionsramsche besonders für den ökologischen Anbau, aber auch für Grenzlagen und Standorte mit ungünstigen Boden- und Witterungs­bedingungen. Vor dem Hintergrund zunehmender extremer Klima­bedingungen können diese Eigenschaften in Zukunft noch eine weitaus größere Bedeutung für die Landwirtschaft erlangen. Populationen tragen ferner zum Erhalt bzw. Aufbau einer möglichst breiten genetischen Vielfalt bei. Mit diesem Ansatz lässt sich das Potenzial von Evolutionsramschen abschätzen, das zur Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Produktionssysteme beitragen kann.

Veröffentlicht
2019-11-01