17.06.2005

Forschung Projekte

Wie verhalten sich Kreuzungsnachkommen von Sommerraps und Sommerrübsen gegenüber pflanzlichen Krankheitserregern?

(2001 – 2004) Max-Planck-Institut (MPI) für Züchtungsforschung, Arbeitsgruppe Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz, Köln

Thema

Raps gehört zu den Kulturpflanzen, die sich mit verwandten Arten der Wildflora auskreuzen können. Auf diese Weise könnten beispielsweise Resistenzgene, die den Kulturraps vor Krankheitserregern schützen, in den Genpool verwandter Wildarten gelangen.

Sollten sich diese Resistenzen in den Kreuzungsnachkommen aus Kultur- und Wildarten stabil integrieren, wäre denkbar, dass diese sich ebenso wie die Kulturarten weniger anfällig gegenüber Krankheitserregern zeigen. In der Folge könnten sie dadurch einen Fitnessvorteil in der Artengemeinschaft erhalten und sich auf Ackerstandorten und angrenzenden Naturräumen ausbreiten.

Die Untersuchungen fanden mit konventionellen Rapssorten statt.

Zusammenfassung

Auskreuzungsnachkommen zwischen Raps und Rübsen (klassische Sorten) wurden nach natürlicher und künstlicher Infektion mit verschiedenen Pilzarten auf ihren Befall untersucht.

Es zeigte sich, dass die F1-Generation (erste Tochtergeneration) gegenüber den Eltern geringer befallen war, also eine erhöhte Resistenz zeigte. Diese Beobachtung wird auf einen Heterosiseffekt zurückgeführt. In der F2-Generation (zweite Tochtergeneration) geht diese höhere Resistenzleistung wieder verloren.

Die Ertragsfähigkeit und Vitalität war in der F1- und F2-Generation stark vermindert. Die Untersuchungen zeigen, dass Auskreuzungs-Hybride aus Raps und Rübsen den Eltern in der Fitness nicht überlegen sind.

Versuchsbeschreibung

Kreuzung von Sommerraps mit verwandten Wildarten

Unter Gewächshausbedingungen wurden gezielte Kreuzungen zwischen Sommerrübsen und Sommerraps vorgenommen. Die Kreuzungsnachkommen wurden anschließend im Feld und im Labor getestet.

Krankheitsbefall im Vergleich mit verwandten Wildarten

Im Feldversuch erfolgte der Nachweis des natürlichen Befalls an einer Sommerrübsensorte (Brassica rapa, Sorte Nokonava), vier Sommerrapssorten (Jumbo, Lambada, Star und Tiger) und deren Hybriden durch Bonitur (Einschätzung) der Krankheitssymptome an der ganzen Pflanze.

Befallstests unter Laborbedingungen

Im Labor wurden Befallstests durch künstliche Infektion mit sechs Schadpilzen des Rapses (Alternaria brassicae, Botrytis cinerea, Phoma lingam, Pseudocercosporella herpotrichoides, Sclerotinia sclerotiorum und Verticillium longisporum) durchgeführt. Die Infektionen erfolgten an befallsfreien Blättern, Stängeln und Schoten aus Feld- und Gewächshausproben. Die Untersuchungen an den Kreuzungsnachkommen wurden über zwei Jahre an der ersten Generation (F1-Generation) und in einem dritten Jahr an den Nachkommen der Hybriden, der F2-Generation, durchgeführt.

Bedingt durch die enge Verwandtschaft des Rapses mit Wildarten haben diese Pflanzenarten vielfach gleiche pilzliche Pathogene. Hier galt es zu untersuchen, inwieweit sich der Krankheitsbefall der Eltern von den Hybriden unterscheidet. Da die Hybride die Genome der beiden Eltern vereinen, kann man für den Befall der Hybride einen Erwartungswert berechnen. Man mittelt dazu den Elternbefall. Die Ergebnisse beziehen sich auf diesen Vergleich zwischen Erwartungswert (Elternmittel) und dem Befall des entsprechenden Hybrids.

Ergebnisse

F1-Generation

Nachdem im Jahr 2001 ein Feldversuch mit Rübsen und Sommerrapssorten angelegt wurde, kamen in 2002 die Hybriden aus den Gewächshauskreuzungen dazu.

2002 und 2003 wurde die F1-Generation geprüft. Die Untersuchungen zeigten, dass der Pathogenbefall auf allen Pflanzenorganen aus Gewächshaus- und Feldanbau beider Jahre deutlich geringer war als der Erwartungswert (Befallsmittel) der Elternsorten (Abb. 1). Die Eltern-Resistenzleistung konnte dieses Ergebnis nicht ausreichend erklären, so dass ein Heterosiseffekt vermutet wird.

F2-Generation

In der F2-Generation schwächte sich die erhöhte Resistenzleistung deutlich ab. Der Pathogenbefall war bei einigen Hybriden sogar höher als das Elternmittel (Abb. 2).

Untersuchungen zum Ertrag und zur Keimung zeigten, dass die F1-Hybriden kürzere Schoten sowie weniger und kleinere Körner bildeten als ihre Elternpflanzen. Die Keimfähigkeit sank ebenfalls. Bei Körnern der F2-Hybriden waren die Vitalitätsverluste noch gravierender.