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Cyto-genetische Untersuchungen zur Lokalisierung von Resistenzgenen beim Roggen (Secale cereale L.)

Erweiterung des Kenntnisstandes der Genetik des Roggens und Erarbeitung von Grundlagen fuer eine gezielte Kombinationszuechtung. Isolierung morphologisch abweichender Roggenlinien aus spaltenden Populationen. Auslese von Pflanzen mit induzierten Chromosomenstueckumbauten (Translokationen) aus bestrahltem Material. Selektion von Linien mit je einem zusaetzlichen Chromosom (trisome Linien) aus Valenzkreuzungen selbstfertiler Inzuchtlinien. Zuordnung von morphologischen Markern, Translokationen und Trisomen zu den entsprechenden Chromosomen (Kopplungsgruppen). Spaeterhin: Ermittlung genetischer Abstaende.

Resistenzzuechtung bei Feldfruechten

Der Resistenzzuechtung kommt im Rahmen des Umweltschutzes eine steigende Bedeutung zu. Deshalb wird seit langen Jahren bei den Arbeiten mit Futtergersten auch die Mehltau- und Rostresistenz beachtet. Wertvolle resistente Formen konnten selektiert werden. Der Maisanbau kann sich unter mitteleuropaeischen Klimabedingungen nur halten und eventuell ausdehnen, wenn es gelingt, gegen Stengel- und Wurzelfaeule resistente Linien und Hybriden zu zuechten. Bei der Sonnenblume ist eine der wichtigsten Voraussetzungen ihres Anbaus in Europa die Resistenz gegen Scherotinia und Bokritis. Auch hier gilt es resistente oder wenigstens tolerante Linien und Sorten zu zuechten. Durch den verstaerkten Rapsanbau in Europa ist eine starke Ausbreitung von Pilzerkrankungen insbesondere von Phomalingam und Scherotinia scherotiorum festzustellen. Hier ist ebenfalls eine Zuechtung auf resistente bzw. tolerante Formen unablaesslich.

Entwicklung einer Methode zur Pruefung der Rhynchosporium Secalis-Resistenz und Evaluierung von Zuchtmaterial und Varietaeten

Fuer die praktische Zuechtung soll eine sichere und kostenguenstige Infektionsmethode erarbeitet werden, um eine grosse Anzahl von Zuchtstaemmen auf Rhynchosporium Secalis-Resistenz testen zu koennen. Es muss darueber hinaus sichergestellt werden, dass mit allen in den wichtigsten Gerstenanbaugebieten vorkommenden Erregerrassen infiziert wird. Mit dieser Testmethode sollten alle bekannten Sorten, das vorhandene Zuchtmaterial, sowie alle verfuegbaren Varietaeten geprueft werden. Die Kenntnis von resistenten bzw toleranten voll adaptierten Genotypen kann sofort in die praktische Zuechtungsarbeit eingebaut werden. Die Resistenz von Varietaeten muss ueber mehrere Rueckkreuzungsschritte in fuer den praktischen Zuechter interessante adaptierte Formen ueberfuehrt werden.

Induzierte Resistenz bei Pflanzen

Resistenzmechanismen von Pflanzen koennen durch eine schwache Infektion im Jugendstadium und anschliessend in spaeteren Stadien aktiviert werden und die Pflanze vor einem starken Befall schuetzen. Wir untersuchen die Mechanismen der Resistenzinduktion mit verschiedenen parasitischen Pilzen (Gurke - Colletotrichum lagenarium; Apfelblatt - Schorf; Tomate - Fusariumwelke; Bohnen - Rost; Tomate - Krautfaeule).

Untersuchungen ueber Ursachen und Formen der Resistenz von Apfelsorten und -unterlagen gegen Phytophthora cactorum und P. syringae (Kragenfaeule)

Anfaellige Apfelunterlagen sind nur zu schuetzen, wenn die Pilze bis in die tieferen Bodenschichten abgetoetet werden koennen. Hierzu muessten die Praeparate mit einem Injektor eingebracht werden. Beide Verfahren stellen eine erhebliche Belastung der Umwelt dar. Biologische Bekaempfungsmethoden haben sich bisher in der Praxis nicht bewaehrt. Es werden daher planmaessig das Apfelsortiment und die Unterlagen auf Resistenz gegen P. cactorum und P. syringae und deren Ursachen untersucht. Damit sollen Grundlagen fuer eine Resistenzzuechtung und fuer eine Bekaempfung durch Kulturmassnahmen, wie z.B. Einschaltung einer Zwischenveredelung mit einer resistenten Sorte erarbeitet werden. In die Untersuchungen sind auch Entwicklungen von Methoden zur Pruefung auf Resistenz einbezogen.

Adaption von Sojabohnen an saure Boeden mit einem hohen Aluminiumgehalt

Im Rahmen des Biotechnologieprogramms 'Indonesien-Deutschland' werden mit den Methoden der pflanzlichen Biotechnologie und Molekularbiologie Resistenzeigenschaften von Sojabohnenpflanzen und Sojabohnenzellkulturen gegenueber einem hohen Saeuregehalt im Boden/im Medium untersucht, wobei es das Ziel ist, einen Resistenzmechanismus fuer hohen Aluminiumgehalt zu finden. Durch Selektion Aluminium-resistenter Zellen bzw Embryonen und deren Regeneration zu intakten Pflanzen wird es angestrebt, Kultivare der Sojabohne zu entwickeln, die unter den landwirtschaftlichen Bedingungen Indonesiens wachsen koennen.

Quantitativ-genetische Untersuchungen zur Selektionsmethodik und zu Zuechtungsverfahren in der Resistenzzuechtung bei Getreide

Selektions- und zuchtmethodische Erfassung von quantitativen Resistenzunterschieden bei Getreide, insbesondere von Spelzenbraeune (Septoria nodorum Berk.) bei Weizen, Nematodenbefall (Heterodera arenal) bei Weizen und Roggen-Inzuchtlinien durch: 1. Erzeugung einer ausreichenden Variation durch Kreuzung und Auslese. 2. Erstellung einer geeigneten Selektionsmethode zur Bestimmung von Resistenzart und -grad. 3. Phaenotypische Analyse von Infektions- und Befallsverlauf. 4. Genotypische Analyse mit Bestimmung der Varianzanteile von Genotyp und Umwelt. 5. Zuchtmethodische Analyse der Selektionsprozesse und Ermittlung geeigneter Selektionsparameter. 6. Oekovalenzanalyse zur Erfassung der Stabilitaet von Genotypen unter verschiedenen Umweltbedingungen.

Erhaltung vom Aussterben bedrohter Nutztierrassen und Kulturpflanzensorten (Genreserve)

Die Menschheit ist heute in der Nahrungsmittelversorgung im wesentlichen von knapp zwei Dutzend Tier- und Pflanzenarten abhaengig (GLOBAL 2000). Dabei fuehren die Entwicklung zur Monokultur und die Zuechtung immer ertragreicherer Sorten und Rassen zu einer gefaehrlichen genetischen Gleichfoermigkeit. Haustierrassen und Kulturpflanzensorten, die unter heutigen Bedingungen keine Hochleistungen erbringen, werden zuechterisch fallen gelassen und sterben aus. So geht meist eine Fuelle kostbarer Erbanlagen verloren, die unter veraenderten Lebens- und Wirtschaftsbedingungen dereinst wieder von groesster Bedeutung sein koennte - z.B. Resistenz gegen Kaelte, Krankheiten, Schaedlinge usw. Die Stiftung PRO SPECIE RARA bemueht sich, das untergehende Erbgut alter Tierrassen und Pflanzensorten im Sinne einer Genreserve zu erhalten, indem sie letzte Exemplare gefaehrdeter Arten vereint und zuechterisch betreut.

Nachweis von Resistenztypen und Resistenzverhalten gegenüber dem Scharka-Virus (plum pox potyvirus, PPV) im Pflaumensortiment Dresden-Pillnitz des IPK Gatersleben

Die Scharka-Krankheit, verursacht durch das Scharka-Virus der Pflaume (plum pox potyvirus, PPV), zählt gegenwärtig in Europa zu den wirtschaftlich wichtigsten Viruskrankheiten des Steinobstes. Die effektivste und zugleich umweltschonendste Gegenmaßnahme stellt der Anbau resistenter Sorten dar. Der Züchtung müssen dazu Genotypen mit bekannten Resistenzeigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Literaturangaben und eigenen Erkenntnissen zufolge wird die Resistenz in Abhängigkeit vom Virusstamm und von der Umwelt ausgeprägt. Deshalb sollte es sich um genetisch unterschiedliches Zuchtmaterial handeln, das außerdem für die hiesigen Anbaubedingungen geeignet ist. Das Pflaumensortiment der Genbank Obst Dresden-Pillnitz des IPK Gatersleben erscheint für vergleichende Resistenzprüfungen besonders geeignet, da einheitliche Infektions- und Standortverhältnisse vorliegen. Insgesamt umfaßt es 242 Akzessionen (unterschiedliche Sorten z.T. verschiedener Herkünfte, einige Auslesen bzw. Zuchtklone). In Voruntersuchungen zeigte sich bereits ein differenziertes Verhalten gegenüber dem Scharka-Virus. Im Rahmen des geplanten Vorhabens ist vorgesehen, die nach Durchführung von Freilandbonituren und anschließender serologischer Testung als befallsfrei oder schwach befallen hervorgegangenen Genotypen mit Hilfe eines Gewächshaustestes (KEGLER et al., 1994) zu überprüfen. Die Reaktion handveredelter, getopfter Gewächshauspflanzen gestattet die frühzeitige Aussage zur PPV-Resistenz und gibt gleichzeitig einen Hinweis zum wahrscheinlichen Verhalten der Genotypen im Freiland im Falle eines hohen natürlichen Infektionsdruckes. Mit ausgewählten Genotypen folgen weitere Untersuchungen im Gewächshaus und Freiland unter Verwendung serologischer Methoden (ELISA, TPIB) und der PCR, um Kenntnisse zur Virusverteilung im Gehölz zu gewinnen. Hinzu kommt die Testung interessanter Exemplare mit verschiedenen, molekularbiologisch definierten Virusisolaten und unterschiedlichen Methoden der Virusübertragung. In Einzelfällen sind die Eltern resistenter Genotypen zu ermitteln und diese ebenfalls einer Testung zu unterziehen. Letzteres könnte Aussagen zur Vererbung der Scharka-Resistenz liefern. Die zusätzliche Ermittlung der Vektorresistenz gestattet eine umfassende Charakterisierung des Resistenzverhaltens von Pflaumengenotypen sowie die Ableitung züchterischer und anbauseitiger Empfehlungen.

Methodik der Reblausresistenzpruefung

a) Fruehdiagnose der Reblausresistenz von Neuzuechtungen. b) Enzymatische Bestimmung des Staerke- und Glucosegehaltes von Wurzelgallen der Reblaus in Beziehung zur Reblausresistenz. c) Laboruntersuchungen; langfristig.

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