Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Etablierung einer Standardmethode zur Untersuchung genetischer und spezifischer adaptiver Differenzierung von Herkünften am Beispiel der Straucharten Prunus spinosa und Corylus avellana |
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| Beschreibung (dt.): | Wesentliche Voraussetzung für das Gesamtvorhaben ist die Beprobung von jeweils 20 Vorkommen der beiden Modellarten Prunus spinosa und Corylus avellana in Deutschland und Süd- bzw. Südosteuropa. Während die Auswahl der Vorkommen mit Beteiligung aller Projektpartner erfolgt, wird die Beprobung vollständig von ISOGEN übernommen. Dabei ist Probenmaterial in ausreichender Menge und Qualität für genetische Untersuchungen sowie für die Anlage der Klonarchive bereitzustellen. Im Bereich der Untersuchung genetischer Marker übernimmt ISOGEN die Reihenuntersuchungen an Isoenzymen und AFLPs, Genmarker finden seit vielen Jahren als unverzichtbares Instrument im Bereich der Erhaltung genetischer Ressourcen Verwendung. Allgemein werden sie bei der Messung genetischer Vielfalt und Diversität innerhalb von Vorkommen, sowie der Messung genetischer Unterschiede zwischen Vorkommen und Regionen eingesetzt. Sie sind unverzichtbares Hilfsmittel für die Ausweisung und das Management genetischer Ressourcen (GEBUREK and TUROK 2005). Im Rahmen des hier beantragten Projektes steht dabei die geografisch/genetische Differenzierung von Herkünften im Vordergrund. Bei Untersuchungen von Schlehenvorkommen in Niedersachsen konnte mit Hilfe von Isoenzym-Genmarkern eine außergewöhnlich hohe genetische Differenzierung von Vorkommen nachgewiesen werden (KLEINSCHMIT et al. 2008). Untersuchungen in natürlichen Vorkommen mit Hilfe von AFLP-Fingerprint-Methoden wurden für beide Arten bisher nicht durchgeführt, lediglich für C. avellana sind erste Analysen zur Sortenidentifizierung bekannt (FERRARI et al. 2005). Dieses universelle d.h. auf beliebige Arten anwendbare Verfahren gewährleistet eine hohe Repräsentativität bzgl. des untersuchten Genoms. Dabei wird eine Vielzahl zufälliger Abschnitte aus dem Genom untersucht. Untersuchungen an verschiedenen Baumarten zeigten eine gute Eignung dieser Methode zur geographisch genetischen Differenzierung von Baumarten (CAO et al. 2006, LARA-GOMEZ et al. 2005, PAPAGE |
| Ergebnis (dt.): | Mit der Novellierung des Bundesnaturschutzgesetztes (BNatSchG) hat der Gesetzgeber Rechtsgrundlagen geschaffen, welche die Verwendung einheimischer Gehölze aus regionaler Herkunft fördern und ab 2020 verbindlich regeln. Zum Schutz der biologischen und damit der genetischen Vielfalt wird eine großräumige Erzeugung und Vermarktung von Strauchgehölzen unterbunden. Über die genetischen Eigenschaften von Gehölzvorkommen in Deutschland ist jedoch nur wenig bekannt. Unter anderem stellt sich die Frage: gibt es überhaupt merkliche genetische Unterschiede zwischen Gehölzvorkommen in Deutschland und wirken sich diese Unterschiede auf deren Angepasstheit bzw. Anpassungsfähigkeit aus. In einem vom Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung seit 2009 geförderten Modell- und Demonstrationsvorhaben wurden Schlehen- und Haselvorkommen über weite Teile Deutschlands auf ihre genetischen und ihre Anbaueigenschaften untersucht. Es zeigte sich, dass Gehölzvorkommen von Hasel und Schlehe in Deutschland eine erhebliche genetische Variation besitzen. Dabei zeigt die Hasel regionale genetische Unterschiede, die zumindest teilweise auf natürliche Entwicklungsprozesse zurückzuführen sind. Die Abgrenzung von Vorkommensgebieten dient so dem Schutz dieser Prozesse und der Erhaltung regional spezifischer genetischer Variation. Im Vergleich zur Hasel zeigen Schlehenvorkommen in Deutschland eine noch deutlich höhere genetische Variation. Die genetischen Unterschiede zwischen Schlehenvorkommen sind jedoch eher zufällig und folgen keinem geografischen Muster. Dies zeigt sich auch daran, dass Vergleichspopulationen aus Italien und Ungarn genetisch kaum von deutschen Vorkommen unterschieden werden können, während dies bei der Hasel leicht möglich ist. Die Ergebnisse der genetischen Analysen spiegeln sich in Teilen auch in den Anbauversuchen und in Biomarkeranalysen wider. So zeigen die Untersuchungen bei der Hasel, dass Pflanzen aus süd- oder südosteuropäischen Vorkommen ein vergleichsweise schlechtes Adaptionsprofil für mitteleuropäische Verhältnisse besitzen, während dies bei der Schlehe nicht der Fall ist. Für beide Arten konnten Ansätze zur effektiven Kontrolle der Herkunft von gehandeltem Pflanzenmaterial auf der Basis von genetischen Analysen aufgezeigt werden. |
| Ergebnis (engl.): | Based on the amendment of the German law of nature conservation (BNatSchG) the trade and utilization of plant material of shrub species will be restricted to regional material in 2020 to safeguard biological and genetic diversity of shrub species in Germany. Though only little is known about the genetic variation of those species in Germany and an important question in this context is, whether provenances of shrub species in Germany genetically and therefore biologically differentiated and, if so, how does this affect their adaptive potential. A project was started in 2009 funded by the German ministry of food, agriculture and consumer protection aiming to improve the knowledge about genetic variation of model shrub species Black thorn (Prunus spinosa L.) and Hazelnut (Corylus avellana l.) in Germany. Genetic marker studies in natural stands and growth traits, phenological studies and bio marker analysis in provenance trials were conducted. The results of the project show that provenances of these two shrub species possess considerable genetic variation. However, the distribution of the genetic variation within the two investigated species is quite different. In Hazelnut it turned out that genetic and geographic structures are correlated because adjacent provenances often show relatively similar genetic variation whereas geographically distant provenances were genetically distant too. This applies in particular concerning two reference populations from Hungary and Italy. In black thorn, the distribution of genetic variation shows no geographical pattern and is more or less randomly distributed and specific adaptive processes are not very likely. This is highlighted by the absence of genetic differentiation between German provenances and the Italian and Hungarian reference provenances. The analyses of the adaptive potential within the established provenance trials show that hazel provenances of south and southeastern Europe are less adapted in Germany whereas black thorn provenances show no that clear tendencies. In both species basic methods concerning the tracing reproductive material were established. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.01.2009 / Ende: 31.12.2012 |
| Ausf. Einrichtung: | Bayerisches Amt für Waldgenetik, Teisendorf |
| Themenfelder: | Biologische Vielfalt, biological diversity |
| Förderprogramme: | Modell- und Demonstrationsvorhaben |
| Schlagworte: | Abiotischer Stress, abiotic stress, Umwelt- und Naturschutz, environment and nature protection, Wald- u. Forstwirtschaft, forestry, Wildpflanzen, wild plants, Herkunft, provenance, Landschaft / -spflege, landscape/landscape preservation, Forstgenetische Ressourcen, forest genetic resources, Forstgenetik, forest genetics |
| Förderkennzeichen: | 2807BM035 |
| Dokument zum Download: | 07BM029_Abschlussbericht.pdf (7,2 MB) |
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