24 August 2011

Pappeln mit neuen Methoden züchten

Forscherverbund wendet Protoplastenfusion an

Mit dem Ziel, neue Pappelsorten mit besonderer Eignung für den Anbau in Kurzumtriebsplantagen (KUP) mittels Protoplastenfusion (PF) zu entwickeln, starteten drei Partner in diesem Frühjahr ein dreijähriges FuE-Vorhaben. Bei der PF wird ähnlich zu der natürlichen Befruchtung die Verschmelzung zellwandfreier Pflanzenzellen (Protoplasten) ausgewählter Linien durch Elektroimpulse oder spezielle Polymere stimuliert. Diese im Bereich der Pappelzüchtung ganz neue Technik erlaubt die Kombination von Pappelarten, die nur sehr schwer untereinander kreuzbar sind. Wird die PF auf diese Art eingesetzt, zählt sie nicht zur Gentechnik, denn es werden nur Individuen fusioniert, die theoretisch auch in der Natur kombinierbar wären. Die PF ermöglicht hier z.B. die Überwindung zeitlicher Barrieren (unterschiedliche Blühzeiten der Eltern) oder räumlicher Hindernisse (verschiedene Extremstandorte der Kreuzungspartner). Alle bislang erfolgreich gezüchteten, praxistauglichen PF-Hybriden entstanden auf diesem Weg.

An dem Vorhaben beteiligt sind das Institut für Forstgenetik des Johann Heinrich von Thünen-Instituts (vTI), die Phytowelt Green Technologies GmbH und die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA). Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) fördert das Vorhaben über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).

Der wissenschaftliche Beirat für Agrarpolitik beim BMELV bescheinigt der Verwendung von Holzhackschnitzeln zur Energieerzeugung die geringsten CO2-Vermeidungskosten von allen Bioenergiepfaden. Wald- und Industrierestholz allein können die steigende Nachfrage auf Dauer jedoch nicht decken. Eine Lösung verspricht die Anlage von KUP auf Ackerflächen. Solche Plantagen aus schnell wachsenden Baumarten haben eine sehr gute Energiebilanz und sind ökonomisch und ökologisch interessant.

Aktuell werden in Deutschland rund 5.000 Hektar KUP angebaut, Tendenz steigend. Die Baumart Pappel hat sich als besonders geeignet für diese Anbauform herausgestellt, bei ihr verspricht eine Sortenoptimierung die besten Ergebnisse. Eine Anpassung ist wichtig, denn bislang kommen Sorten zum Einsatz, die eigentlich für den Anbau im Hochwald gezüchtet wurden. Die Projektpartner wollen für die Herstellung von geeigneten Pappelklonen nun die somatische Hybridisierung (PF, Zellverschmelzung) einsetzen. Dabei wird durch Neukombinationen von Pappellinien aus den verschiedenen Sektionen die genetische Diversität erhöht. Die neu entstandenen Klone sollen dann als Basis für die Züchtung von optimierten Energiepappeln dienen. Zuchtziele sind unter anderem eine hohe Biomasseproduktion, ein gutes Jugendwachstum, Resistenzen gegenüber diversen Krankheitserregern und eine hohe Dichtstandstoleranz.

Die NW-FVA verfügt über ein breites Sortiment von Pappel-Linien und Sorten, die schon einige dieser Eigenschaften mitbringen. Die herkömmliche Kreuzung zwischen Arten der verschiedenen Sektionen ist jedoch sehr schwierig. Hier bietet die von der Phytowelt entwickelte Methode der somatischen Hybridisierung von Pappel-Protoplasten einen möglichen Ausweg. Bislang wird die Protoplastenfusion für Pappeln in Europa nicht angewendet.

Parallel will das vTI molekulare Marker für wichtige Züchtungseigenschaften und zur Hybridanalyse entwickeln, um geeignete Klone besser selektieren zu können. Diese prüft die NW-FVA in in-vitro-Tests im Labor und in Feldversuchen auf ihre Eignung. Schließlich wollen die Forscher polyploide Linien entwickeln, da bekannt ist, dass solche Varianten bei Kulturpflanzen in der Regel die Biomasseproduktion steigern.

Informationen zum Projekt finden sich auf www.fnr.de im Menü Projekte & Förderung unter den Förderkennzeichen 22014709; 22004910 und 22005010.

Source: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Pressemitteilung, 2011-08-24.

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