Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Züchtungsmethodische Ansätze zur Erhöhung der Anbaubedeutung der Gelben (Lupinus luteus) und Weißen Lupine (Lupinus albus) im Ökolandbau |
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| Titel (englisch): | Increase of the agronomic importance of yellow (Lupinus luteus) and white lupins (Lupinus albus) for organic farming by breeding methods |
| Beschreibung (dt.): | Ein wichtiges Hemmnis besteht in der ökologischen Tierhaltung bei den Monogastriern in der mangelnden Verfügbarkeit an regional und ökologisch erzeugtem, hochwertigem Eiweiß. Zur Überwindung dieses Problems ist eine Strategie für eine 100 %-Biofütterung in der Monogastrierernährung auf Grundlage von einheimischen Leguminosen und unter dem Gesichtspunkt regionaler Kreislaufkonzepte im ökologischen Landbau notwendig. Weiße und insbesondere die Gelben Lupinen eignen sich gut als Proteinlieferant, da sie über höhere Proteingehalte als die Blauen Lupinen verfügen. Derzeit wird jedoch auf Grund der starken Anthraknoseanfälligkeit nur die Blaue Süßlupine angebaut. Besonders auf sandigen Standorten mit niedrigen pH-Werten wie Heideböden wäre die Gelbe Lupine der Blauen Lupine überlegen. Ziel des Vorhabens ist, die Anbauwürdigkeit und Ertragssicherheit von Gelben und Weißen Lupinen zu steigern. Neben der Verbesserung der Krankheitsresistenz (Anfälligkeit gegenüber Anthraknose) wird eine Erhöhung der wertgebenden Inhaltsstoffe (z.B. Proteingehalt) und eine Verminderung der werthemmenden Inhaltstoffe (z.B. Bitterstoffgehalt) angestrebt. Weitere Ziele sind die Selektion auf die Merkmale Frühreife und hoher Ertrag. |
| Beschreibung (engl.): | The project aims at increasing agronomic importance, yield and yield stability of yellow and white lupins. This comprises the improvement of resistance against anthracnose, increasing of the protein content and lowering of antinutritive ingrediences like alkaloids. Besides this selection for earliness and high yield will be conducted. Methods to improve resistance to anthracnose established already in blue lupins will be tranferred to yellow and white lupins.In order to get information on earliness and yield three years field trials will be conducted on three different organic locations. Based on these trials the environmental and genetic variability in the protein- and alkaloid content will be determined. To achieve this an efficient NIR method will be developed. To enhance breeding for resistance against anthracnose PCR based markers will be developed. In a last step crosses will be conducted to combine anthracnose resistance, earliness high yield and protein content with a low content of alkaloids. |
| Ergebnis (dt.): | Ziel des Vorhabens war es, die Anbauwürdigkeit und Ertragssicherheit von Gelben Lupinen (LUG) und Weißen Lupinen (LUW) zu steigern. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele waren (A) Identifizierung von genetischen Ressourcen für Anthraknoseresistenz und Frühzeitigkeit und (B) Charakterisierung von LUG- und LUW-Sorten und Zuchtstämmen hinsichtlich Kornertrag, Rohprotein- und Alkaloidgehalt. Im dreijährigen Versuch erwies sich die polnische LUG Sorte 'Taper' als sehr resistent und zugleich frühzeitig. Bei LUW wurde diesbezüglich keine Differenzierung beobachtet. Die Vererbungsanalyse der Resistenz in 'Taper' ergab einen monogen-dominanten Erbgang. Zur Entwicklung von Selektionsmarkern für die Resistenz wurden ca. 80 PCR-Markerassays aus verschiedenen Leguminosengenomen etabliert. Erträge und Inhaltsstoffe wurden über 3 Jahre auf 3 ökologisch bewirtschafteten Standorten (Groß Lüsewitz, Steinach, Triesdorf) untersucht. Die Erträge, Tausendkorngewichte und Proteingehalte von LUG und LUW betrugen durchschnittlich 9,8 dt/ha und 11 dt/ha, 146 g und 373 g bzw. 43,1 % und 39,0 % in TM. Eine GC-/MSMethode zur Bestimmung der Alkaloide in Gelben und Weißen Lupinen etabliert, mit welcher signifikante Sortenunterschiede im Bitterstoffgehalt nachgewiesen werden konnten. Der Gesamtalkaloidgehalt in LUG betrug im Mittel 0,0177 % und bei LUW 0,2796 %. Eine zerstörungsfreie NIR-Schnellbestimmungsmethode an ganzen Samenkörnern für Rohproteingehalt bei LUG und LUW konnte mit einem Bruker Multi-Purpose Analyzer etabliert werden. Für eine NIR-basierte Analyse des Alkaloidgehalts war hingegen der Fehler der Kalibrierung und Validierung noch zu hoch. Die im Vorhaben erzielten Forschungsergebnisse unterstützen die Eiweißstrategie des BMEL. |
| Ergebnis (engl.): | The overall aim was to lend a contribution to increasing agronomic importance, yield and yield stability of yellow and white lupins. The research goals were (i) to identify genetic resources of anthracnose resistance and earliness, and (ii) to characterise cultivars and breeding lines with regard to kernel yield, protein and alkaloid contents. The yellow lupin cv. 'Taper' was found to express high levels of anthracnose resistance, combined with good earliness. There was no differentiation with these two traits among entries of white lupin. Resistance in cv. 'Taper' was found to be inherited by a single dominant factor. About 80 PCR-based molecular marker assays were established using sequence information from a variety of legume genomes. In a field trial (3 yrs., 3 locations) under organic farming conditions, average yields, thousand-kernel weight and protein contents among cultivars and breeding lines of yellow and white lupin were 9.8 dt/ha and 11 dt/ha, 146 g and 373 g, and 43.1 % and 39.0 % in dry matter, respectively. Using a GC/MS-based method, seeds of yellow and white lupins were found to contain 0.0177 % and 0.2796 % of alkaloids, respectively. A non-destructive NIRbased method for determining the protein content in whole seeds was set up to assist plant breeding programmes. The results support the national protein strategy of BMEL. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2011 / Ende: 31.01.2014 |
| Ausf. Einrichtung: | Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen, Sanitz |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Bundesprogramm ökologischer Landbau |
| Schlagworte: | Ökologischer Landbau, organic farming, Pflanzenbau, crop production, Ackerbau, crop production, Lupine, lupin |
| Förderkennzeichen: | 2809OE071 |
| Dokument zum Download: | AB(09OE071).pdf (6,8 MB) Abschlussbericht 09OE071.pdf (6,8 MB) Praxismerkblatt_09OE071.pdf (1,5 MB) |
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