Titel: "Novel tools for developing Fusarium resistant and toxin free wheat for Europe"

Innerhalb des EU-Projektes FUCOMYR werden innovative Methoden entwickelt,
die eine Selektion auf Fusariumtoleranz für Weizenzüchter vereinfachen
werden. Sowohl in vitro Resistenztestungen als auch molekulare Marker gehören
zu diesen Methoden.
Außerdem wird ein umfangreiches Sortiment von Sommer-
und Winterweizen in verschiedenen Umwelten unter naturnahen und künstlichen
Inokulationsbedingungen über mehrere Jahre getestet und u.a. die Mykotoxinbildung
untersucht. Dieses Sortiment wird auch molekular charakterisiert, um Hinweise
auf bestimmte genetische Zusammenhänge zur Fusariumtoleranz und Mykotoxinbildung
klären zu können. Außerdem werden zahlreiche molekulare Marker
im Weizengenom lokalisiert.
Das Projekt enthält auch einen grundlagenorientierten
Ansatz, in dem bestimmt Gene aus der Bäckerhefe als molekulare Marker
bei Weizen genutzt werden. Die aus diesen Arbeiten resultierenden Ergebnisse
können dazu genutzt werden, die Markerentwicklung bei Weizen für
Fusariumtoleranz signifikant zu beschleunigen
Überblick über beteiligte Partner und Arbeitsgruppen:
P1 = IFA-Tulln, A
P2 = SEJET Planteförädling, DK
P3 = SAATZUCHT DONAU, A *)
P4 = SAATENUNION-Labor, D
P5 = CEREAL RESEARCH non profit Co.-Szeged, H
P6 = UNIVERSITY COLLEGE Dublin, IRL
P7 = ZAG (Zentrum f. angewandte Genetik)-BOKU, A
P8 = JOHN INNES CENTER, UK
*) Von SZD ist für die Durchführung hauptverantwortlich DI Anton
Neumayer mit Assistenz von 1 Techniker unter Mitwirkung von Dr. Franziska
Löschenberger, Dr. Julia Lafferty.
- Gruppe: Phänotypisches Erfassen von Ährenfusarium-Resistenz und seiner Komponenten in Weizen:
- a) mittels Inokulation an einem Screening-Sortiment (2.-4. Jahr), sP1, P2, P3, P5.
- b) mittels Inokulation an 3 Kartierungspopulationen (1.-3. Jahr), P1, P5, P8.
- c) Ermittlung der Typ-III-Resistenz (Trichothecenbildung), P1, (1. – 4. Jahr).
- Gruppe: Molekulargenetische Charakterisierung der Ährenfusarium-Resistenz bei Weizen:
- a) Kartierung mit QTLs in Spaltungspopulationen (1.-2. Jahr), P1, P8.
- b) Markeranalyse des Screening-Sortiments (1.-4. Jahr), P4, P7, P8.
- Gruppe: In vitro Selektionsmethoden und Resistenzgenbestimmung für Weizenfusarium:
- a) Neue In vitro Strategie für frühzeitige Selektion auf Fusariumresistenz (1.-4. Jahr), P6.
- b) Identifikation von Genen für Fusariumresistenz, Mykotoxinbildung und Toxinabbau (1.-4. Jahr), P6, P7, P8.
- c) Identifikation von Genen zur Verhinderung von Pilzwachstum und Toxinbildung (1.-4. Jahr), P7, P8.
Weitere Informationen unter:
www.ifa-tulln.ac.at
Titel: "Evaluation and Conservation of Barley Genetic Resources to Improve
Their Accessibility to Breeders in Europe"
Ziel dieses Projektes war die Evaluierung und Charakterisierung teilweise
unbekannten Materials aus Beständen der Genbank in Gatersleben und weiterer
europäischer Genbanken. Insgesamt 28 Partner aus ganz Europa, darunter
8 Genbanken, 11 Forschungsinstitute und 9 private Züchtungsfirmen, arbeiteten
komplementär an verschiedenen Teilaufgaben. Die Projektleitung lag bei
der IPK-Gatersleben in den Personen Dr. Helmut Knüpfer und Dr. Dirk Enneking.
Das Projekt gliederte sich in acht Teilaufgaben:
- Erstellung eines Arbeitsplanes und Errichtung einer zentralen Stelle für die Koordinierung des Projektes.
- Vermehrung und Charakterisierung des evaluierten Materials.
- Dokumentation der Ergebnisse.
- Evaluation auf biotische Streßfaktoren
- Evaluation auf abiotische Streßfaktoren
- Nutzbarmachung der Ergebnisse in diversen Zuchtprogrammen.
- Sortieren und rationalisieren der verschiedenen Herkünfte.
- Verbreitung der Ergebnisse via Internet und diverser Fachzeitschriften.
In Reichersberg wurden insgesamt 300 Sommer- und Winterakzessionen hinsichtlich
ihres Verhaltens gegenüber Zwergrost, Mehltau, "Ramularia", Rhynchosporium
und Netzflecken getestet. Die getesteten Varietäten wurden in Isolierplots
gesät, um mögliche Fremdeinstäubungen gering zu halten, und
separat von Hand geerntet. Die Ernteware wurde aufgereinigt an die Genbank
in Gatersleben zurück versandt. Ca. 1900 Datenpunkte wurden in Reichersberg
für die verschiedenen Akzessionen erfasst.

Die Ergebnisse des Projektes
sind für Projektteilnehmer ab sofort und für Nicht-Projektteilnehmer
ab 2004 in der Gaterslebener Genbank abrufbar. Detailierte Information sind
unter
http://barley.ipk-gatersleben.de erhältlich.
Projektleiter Saatzucht Donau Dipl.-Biol. Franz Oeynhausen
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1997 – 2002: FFF-Projekt „Qualitätsweizen 2000“
- ein neues Pre-Breeding-Programm zur Erweiterung des Probstdorfer Genpools
als Basis für die Probstdorfer Qualitätsweizenzüchtung
Zielsetzung war es, durch ein Prebreedingprogramm einen erweiterten Qualitätsweizengenpool
herzustellen. Ein breites Screening des bereits vorhandenen umfangreichen
Experimental- und Zuchtmaterials wurde sukzessive mit neuen Qualitätsgendonoren
ergänzt, welche aus dem Ausland und aus Genbanken beschafft wurden.
Alle in einer Datenbank zusammengeführten Daten boten die Möglichkeit,
nicht nur in die Kreuzungsplanung und Strategieentwicklung einzugreifen,
sondern auch die notwendigen Zuchtziele in folgenden Bereichen neu zu präzisieren:
- Sorten für die inländische Vermahlung: standortangepaßte
Qualitätsweizen "für Guglhupf und Kaisersemmel"
- Sorten für den Export nach Italien: optimale Alveogrammwerte
- Sorten für den biologischen Landbau: Stabilität der Qualitätsausprägung
- "qualitätstreue" Sorten auch unter reduzierter Stickstoffdüngung.
Umfangreiche Qualitätsuntersuchungen wurden in Probstdorf und Reichersberg
selbst durchgeführt (u.a. NIT-Analyse, Zeleny-Sedimentationswert, Fallzahl,
SDS-Sedimentationswert, Promylogramm), sowie an die Versuchsanstalt für
Getreideverarbeitung vergeben (indirekte Qualitätsmerkmale, Extensogramm-,
Farinogramm, Alveogrammparameter, Mahl- und Backversuche) und bildeten somit
ein fundiertes Datenmaterial zur Beurteilung der Kreuzungspartner für
die weitere Züchtung.
Auf Basis der statistischen Auswertungen von umfangreichen
Qualitätsdaten wurden Zusammenhänge zwischen den Qualitätsparametern
näher durchleuchtet, um die einfachsten und effizientesten Methoden
zur Selektion auf Backqualität zu finden. Innerhalb des Projektes wurde
ein Labor für Proteinelektrophorese etabliert, um auch die Möglichkeiten
dieser Methode zur Selektion auf Qualität einzusetzen.
Das Projekt Qualitätsweizen 2000 wurde von Frau Dr. Franziska Löschenberger
geleitet.
COST 817: Airborne pathogens on cereals
"Untersuchung von Population windgetragener Getreidepathogene mit dem Ziel
verbesserter Strategien der Krankheitseindämmung".
Im Rahmen eines von der EU geförderten COST-Projektes (COST 817) wurden
europaweite Ringversuche bei Winterweizen, Wintergerste und Sommergerste mit
dem Ziel der besseren Charakterisierung der Resistenzen gegenüber windbürtigen
Pilzkrankheiten, wie Mehltau, Roste u.a. durchgeführt. Dieser internationale
Erfahrungs- und Ergebnisaustausch lieferte wertvolle Informationen über
die europaweit verwendeten Resistenzquellen.
2003-2005 gen-au
Im Rahmen des österreichischen Genomforschungsprogramms gen-au hat die SZD
an dem Projekt "Fusariumvirulenz und pflanzliche Resistenzmechanismen" teilgenommen.
Ziel dieses interdiziplinären Projektes (
Projektkoordination ZAG)
war die Erforschung der Pathogenitätsmechanismen von Fusarium graminearum und der entsprechenden
Resistenzmechanismen in Weizen und der Modelpflanze Arabidopsis.
Am
IFA-Tulln
entwickelte molekulare Marker für die Resistenz gegenüber Ährenfusariosen wurden in der
SZD angewandt, um diese Resistenzen gezielt in Winterdurum einzukreuzen. Da die Resistenzquelle
ein Sommerweizen ist, sind mehrere Rückkreuzungsschritte notwendig, begleitet von den
entsprechenden Markeranalysen, um den erwünschten Durumtyp wieder herzustellen.
Langfristiges Ziel ist die Entwicklung fusariumresistenter Winterdurumsorten.
In der Saatzucht Donau war Frau Dr. Julia Lafferty für dieses Projekt zuständig.
Links:
ZAG
IFA – Pflanzenproduktion
gen-au
Biozüchtung

Um der ständigen wachsenden Bedeutung des biologischen Landbaus in Österreich und vielen anderen europäischen
Ländern Rechung zu tragen, arbeitet die SAATZUCHT DONAU seit dem Jahr 2001 auch an der Züchtung und
Entwicklung von speziell für biologische Anbaubedingungen geeigneten Sorten. Schon derzeit haben
Sorten aus den Zuchtstationen Probstdorf bzw. Reichersberg sehr gute Eignung für diese Nutzungsrichtung
wie z.B. die Winterweizen CAPO (führende Sorte im Bioanbau in Österreich und diversen europäischen Ländern)
und SATURNUS oder die Sommergersten EUNOVA und MODENA.
Im Rahmen eines von der Bio Forschung Austria koordinierten und vom Landwirtschaftsministerium unterstützen Projektes
werden zum einen Selektionsparameter für Bio Sorten entwickelt und zum anderen breite Sortenentwicklungsversuche
bei Winterweizen und Sommergerste auf Biobetrieben in verschiedenen klimatischen Regionen Österreichs angelegt.
Die bestgeeigneten Stämme daraus werden in einem Biozulassungsverfahren beim Bundesamt für Ernährungssicherheit
getestet.
2004 und 2005 wurden mit
PIRENEO,
AUROLUS und
STEFANUS die ersten 3 Winterweizen auf Basis einer ausschließlichen
Biowertprüfung in die österreichische Sortenliste eingetragen. Diese drei Sorten sind damit auch die ersten
Sorten in der EU, die Ihre Zulassung nur auf Basis einer biologischen Leistungsprüfung erhalten haben.
PIRENEO, der auch über höchste Backqualität verfügt wird mittlerweile
auf Basis der EU-Sortenliste von Partnerfirmen in Frankreich und Deutschland im Bio-Bereich vermarktet.
In den Folgejahren erwarten wir die Eintragungen weiterer Winterweizen und Sommergersten auf Basis
dieses Biozulassungsverfahrens.
2001-2005 FFG Projekt MAS – Markergestützte Selektion in der Getreidezüchtung
In Rahmen diese Projektes kommt in Österreich erstmals die markergestützte Selektion (MAS) in der
praktischen Züchtung zur Anwendung. Am Beispiel der Gelbmosaikvirus-Resistenz der Wintergerste und
der Fusariumresistenz im Weizen wurde ein effizientes System der molekularen Analyse im großen Umfang
etabliert und die Verwendung molekularer Marker in den herkömmlichen Züchtungsablauf integriert.
In der Wintergerste ist dies der einzige Weg virusresistente Sorten zu züchten, da in Österreich ein
Auftreten von Gelbmosaikvirosen noch nicht nachgewiesen wurde.
Aufgrund geänderter Anbaumethoden ist, unabhängig von jährlichen Witterungsschwankungen, mit einer
Zunahme des Fusariumdruckes zu rechnen. Diese Pilzerkrankung führt einerseits zu Ertrags- und Qualitätsverlusten,
andererseits stellen die gebildeten Mycotoxine eine Gesundheitsgefährdung dar.
Im Durum gibt es gar keine Resistenz dagegen, im Weizen sind die bisherigen Selektionsmethoden langwierig
und nur in fortgeschrittenen Generationen einsetzbar. Molekulare Marker ermöglichen ein frühzeitiges
Selektieren auf die erwünschten Resistenzgene und ein Einschränken des Zuchtmaterials auf die
erwünschten Genotypen, bevor mit resourcenintensiven Feldtests begonnen wird.
In einem fünfjährigen Kreuzungs- und Rückkreuzungsprogramm wurden markergestützt
Resistenzen aus exotischem Material in angepaßte Zuchtlinien eingebracht, die in Folge der Sortenentwicklung
dienen. Zur Beschleunigung des Zuchtablaufs wurden so weit wie möglich auch die DH-Techniken bzw.
Zwischengenerationen in Chile eingesetzt.
BARRACCUDA – EU Projekt (CRAFT 1999-70866)
Titel: Resistance Breeding against the Barley Leaf Spot Complex - a new barley disease in Europe
(Resistenzzüchtung gegenüber dem Blattfleckenkomplex bei Gerste - einer neuartigen Gerstenkrankheit in Europa)
Laufzeit: 2002-2003
Projektleitung: DI Andreas Fleck (verantw. Züchter), DI Johann Birschitzky ( Koordinator)
Scientific Officer (EU-Kommission): Dr. Guillermo Cardon
Projektpartner:
Saatzucht Donau GesmbH & Co KG , A, einreichendes und koordinierendes KMU
Saatzucht Josef Breun GdbR, D, einreichendes KMU
Pajbjergfonden, DK, einreichendes KMU
Universität für Bodenkultur Wien, Department IFA-Tulln, A, Forschungsauftragsnehmer
Beschreibung:
Die Bedeutung neuartiger Blattflecken an der Gerste hat in den vergangen Jahren stetig zugenommen.
Eine alleinige Ursache für diese Flecken konnte bisher nicht identifiziert werden und es werden
werden nach wie vor neben sortenspezifischer Neigung zur Ausprägung von physiologischen Blattflecken
(PLS-Flecken), "Sonnenbrand" infolge erhöhter UV-Einstrahlung (nichtparasitäre Blattverbräunung = NBV),
Schäden durch bodennahes Ozon sowie der Pilz Ramularia collo-cygni (Ramularia Blattflecken oder
Sprenkelkrankheit) als Gründe genannt. Am Feld können all diese Blattflecken gemeinsam auftreten und sind
visuell nur sehr schwer (oder gar nicht) voneinander unterscheidbar.
Für eine verbesserte Diagnose von Ramularia collo-cygni in frühen Befallsstadien wurden im Projekt
diagnostische DNA-Marker entwickelt (Details auf Anfrage erhältlich). Im Rahmen von zweijährigen
mehrortigen Feldversuchen wurden weit mehr als tausend verschiedene Genotypen auf ihre Anfälligkeit
gegenüber dem Blattfleckenkomplex geprüft. Hierbei zeigte sich eine quantitative Variabilität der
Ausprägungsstufe und signifikante Sortenunterschiede konnten nachgewiesen werden.
Neue entdeckte Resistenzquellen wurden als Kreuzungspartner für die Herstellung von mehr als 7000
neuen doppelhaploiden Gerstenlinien genützt. Diese Linien bilden den Ausgangspunkt für ein
kommerzielles Zuchtprogramm, von dem die Entwicklung und Zulassung von Sorten mit verbesserter
Widerstandsfähigkeit erwartet werden kann.