Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Zuchtmethoden, Leistungs- und Adaptionsfähigkeit von Maispopulationen und Erstellung einer diversen Ausgangspopulation für Wissenschaft, Züchtung und Praxis |
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| Titel (englisch): | Breeding methods, performance and adaption of maize populations. Development of a diverse population for further approaches in science, breeding and practical agriculture |
| Beschreibung (dt.): | Ziel ist es, effiziente Selektionsmethoden sowie das Leistungs- und Adaptionspotential von Maispopulationen zu prüfen, um auf regionaler und betrieblicher Ebene einen Beitrag zur Entwicklung von im Ökoanbau geeigneten Sorten zur Verbesserung der Saatgutversorgung bei Mais zu leisten. Konkret sollen: 1 Zuchtmethoden zur Verbesserung bestehender Maispopulationen unterschiedlicher Struktur und Leistungsfähigkeit hinsichtlich ihrer Effizienz geprüft werden (TP1). 2 die Leistungsfähigkeit von Maispopulationen sowohl unter konventionellen als auch ökologischen Anbaubedingungen erfasst werden (TP2). 3 die Anpassungsfähigkeit von Maispopulationen an unterschiedliche Standorte in Abhängigkeit von ihrer genetischen Breite ermittelt werden (TP3). 4 eine genetisch breite, den aktuellen Zuchtfortschritt beinhaltende Population erstellt werden (TP4). 5 der Wissenstransfer in die Praxis stattfinden (TP5). Im TP1 werden zwei verschiedene Maispopulationen, die jeweils mit drei verschiedenen Züchtungsmethoden bearbeitet worden sind, in mehrortigen Exaktversuchen verglichen (Aufgabe FZD). Im TP2 sollen Populationen an differenzierenden Orten unter konventionellen und ökologischen Anbaubedingungen geprüft werden (Aufgabe LfL). Zur Prüfung der Adaptionsfähigkeit in TP3.1 werden Standortvarianten einer Population in vier Umwelten auf Leistung geprüft (Aufgabe LfL). Im TP3.2 werden Populationen mit definierter Anzahl an Genotypen verglichen (Aufgabe LfL). Im TP4 sollen nach Auswertung von Marker- und Ertragsdaten, S1-Leistungen, Markeranalysen, S1-Leistungsprüfungen, gezielte Anpaarungen durchgeführt werden, um eine Mischpopulation herzustellen (Aufgabe LfL). Im TP5 sind jährliche Workshops an zwei Praxisbetrieben vorgesehen, bei denen die pflanzenzüchterische Methoden in Theorie und Praxis (Selektion im Feld), Aspekte der Wahl des Genotyps sowie technische Anforderungen an die Saatgutaufarbeitung vermittelt werden(Aufgabe KÖN, Naturland e.V.). |
| Beschreibung (engl.): | Maize is one of the most important crops around the world. Global players in seed production offer hundreds of varieties. Almost all of them are hybrids whereas open pollinated varieties (OPVs) are rare. In Germany (and many other European countries) hardly any new OPVs are registered; most efforts to do so failed in the past. The main advantage of OPVs is their phenotypic and genetic heterogeneity and thus their ability to adapt to different environmental conditions. This could be of utmost interest facing the complex challenge of climate change. Populations based on new breeding material are going to be developed and tested in low and high input environments in comparison to recently released hybrids. Different breeding methods for developing populations and their adaption potential will be investigated. Populations based on new breeding material are going to be developed and tested in low and high input environments in comparison to recently released hybrids. Different breeding methods for developing populations and the adaption potential of populations will be investigated. |
| Ergebnis (dt.): | Im Hinblick auf den Klimawandel und die zunehmend auftretenden Wetterextreme könnten offen abblühende heterogene Maispopulationen speziell im ökologischen Landbau Vorteile aufweisen. Die züchterische und wissenschaftliche Bearbeitung dieses Sortentyps findet seit der zweiten Hälfte des 20. Jh. kaum mehr stattfand. Im Vorhaben wurde in fünf Teilprojekten Leistungspotenzial, Robustheit und Anpassungsfähigkeit von Maispopulationen sowie effiziente Zuchtmethoden zu deren Verbesserung untersucht. Die Versuche wurden von 2017-22 an ökologisch und konventionell bewirtschafteten Standorten in Deutschland durchgeführt. Für Forschung, Züchtung und Wissenschaft wurde eine neue Ausgangspopulation erstellt: (1) Bei den Zuchtmethoden wurde der Einfluss des genetischen Hintergrundes der Ausgangspopulationen deutlich. Bei wenig bearbeitetem Material zeigte die Haploidenmethode die stärkste Wirkung, die rekurrente S1-Familien- und Vollgeschwisterselektion (mit Ertragserhebungen) scheinen für eine effiziente Verbesserung der Populationen dennoch das größte Potenzial aufzuweisen. Die einfache positive Masseauslese führte bei minimalem Aufwand zur Erhaltung der Populationen in deren Eigenschaften und ist in der Praxis zur eigenen Saatgutgewinnung oder Hofsortenentwicklung leicht einsetzbar. (2) Im Mittel erzielten die Populationen maximal 80 % des Kornertrags der Vergleichshybridsorten, nur an einzelnen Standorten und Jahren erreichten sie konkurrenzfähige Erträge. Im ökologischen Anbau zeigten alle Populationen eine höhere Leistungsfähigkeit, welche darauf hindeutet, dass in diesem Anbausystem die genetische Heterogenität besser genutzt werden konnte. (3) Die Anpassung an die Selektionsumwelt und Selektionsbedingungen wurde in kürzester Zeit ertragswirksam. Die Auswahl der Ausgangshybriden zeigte einen starken Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Populationen, eine höhere Anzahl an Genotypen in den Populationen verbesserte in der Tendenz deren Leistungsstabilität. (4) Eine neue Ausgangspopulation - nach den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen zusammengestellt - steht für Forschung und Praxis zur weiteren Verwendung zur Verfügung. (5) Ein intensiver Wissenstransfer hat mithilfe von Feldtagen, Workshops, Kurzfilmen und Veröffentlichungen in Fachzeitschriften stattgefunden. |
| Ergebnis (engl.): | Regarding to climate change and the increasing number of extreme weather events, open- pollinated heterogeneous maize populations can have advantages, especially in organic farming. Breeding of this type of variety has hardly taken place since the second half of the 20th century. In this project yield performance, resilience and adaptability of maize populations as well as efficient breeding methods were examined in five work packages. The trials were carried out from 2017-2022 at organically and conventionally managed locations in Germany. A new test population has been established for research, breeding and agriculture. (1) In breeding methods, the influence of the genetic background of the original populations was evident. With material, which was hardly used for breeding (e. g. landraces) the haploid method showed the strongest effect, but recurrent S1 family and full sibling selection (with yield testing) seem to have the greatest potential for efficient population improvement. The simple positive mass selection led to preservation of the populations in their properties with minimal effort and is easy to use in practice for on farm seed production or variety development. (2) On average, the populations achieved a maximum of 80 % of the grain yield compared to hybrid varieties; they only achieved competitive yields at individual locations and years. In organic farming, all populations showed higher productivity, indicating that genetic heterogeneity could be better utilized in this farming system. (3) The adaptation to the selection environment and selection conditions became profitable in a very short time. The selection of the initial showed a strong influence on the performance of the populations, a higher number of genotypes in the populations tended to improve their performance stability. (4) A new test population – compiled according to the latest scientific knowledge – is available for research and agriculture for further use. (5) An intensive transfer of knowledge has taken place with the help of field days, workshops, short films and publications in scientific and agricultural journals. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2017 / Ende: 30.06.2022 |
| Ausf. Einrichtung: | Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Freising |
| Themenfelder: | Pflanzenbau, crop production |
| Förderprogramme: | Bundesprogramm ökologischer Landbau |
| Schlagworte: | Pflanzenzüchtung, plant breeding, Ökologischer Landbau, organic farming, Ackerbau, crop production, Mais, maize, Saat- und Pflanzgut, seed and planting material, Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Förderkennzeichen: | 2815NA169 |
| Dokument zum Download: | Praxismerkblatt_1.pdf (1,2 MB) Praxismerkblatt_2.pdf (1,2 MB) Abschlussbericht.pdf (6,8 MB) |
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