Forschungsprojekte des Projektträgers der BLE
| Titel: | Erfassung der genetischen Struktur der Vogel-Kirsche (Prunus avium) als Grundlage für ein genetisches Monitoring wichtiger Waldbaumarten in Deutschland |
|---|---|
| Beschreibung (dt.): | Ziel des Projektes ist die Anwendung und Umsetzung des von der Bund-Länder-Arbeitsgruppe "Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht" (BLAG) erarbeiteten Konzepts zum genetischen Monitoring für Waldbaumarten in der Bundesrepublik Deutschland für die Vogel-Kirsche (Prunus avium). Das Monitoring soll den Zustand und die Entwicklung genetischer Systeme anhand von Kriterien, Indikatoren und Verifikatoren erfassen. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, die Wirkung von Einflussfaktoren auf das genetische System von Wäldern zu bewerten und ggf. erforderliche Gegenmaßnahmen zu planen sowie den Erfolg dieser Maßnahmen zu kontrollieren. Die Durchführung (insbesondere Stichprobenstrategie, Aufnahmeverfahren, Analysemethoden, Auswertung und Dokumentation) soll sich am o.g. Konzept orientieren, um die Vergleichbarkeit mit zukünftigen Monitoringmaßnahmen zu gewährleisten. Die erhobenen Daten sind in elektronischer Form an die BLE zu übergeben. |
| Ergebnis (dt.): | Die genetische Zusammensetzung von Baumpopulationen ist für die Angepasstheit und Anpassungsfähigkeit von Wäldern essentiell. Die bisherigen Monitoringsysteme in Waldökosystemen haben die genetische Komponente jedoch nicht berücksichtigt. Von November 2005 bis Mai 2008 wurde die Durchführung eines genetischen Monitorings für die Baumart Kirsche getestet. Ausgangspunkt hierfür war ein zuvor erarbeitetes Konzept zum genetischen Monitoring in Wäldern der Bund-Länder-Arbeitsgruppe „Forstliche Genressourcen“. Die Kirsche diente hierbei als Modellbaumart für eine insektenbestäubte zumeist seltene, lichtbedürftige Pionierbaumart mit relativ geringer Lebenserwartung. In der Pilotstudie wurden fünf Versuchsflächen in Schleswig-Holstein, Niedersachsen, Brandenburg, Sachsen und Baden-Württemberg eingerichtet. Vom Institut für Forstgenetik des Johann Heinrich von Thünen-Instituts, der Universität Hamburg, der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg wurden genetische Inventuren an Altbäumen, Naturverjüngung und Saatgut in den fünf Beständen mit molekularen Genmarkern (SSRs, AFLPs, S-Allele) durchgeführt. Ferner wurden für die Altbäume Durchmesser, Höhe und soziologische Stellung (Kraftschen Klassen) ermittelt. An Kollektiven von 30-60 Altbäumen ermittelten wir im Jahr 2006 mit einem einheitlichen Boniturschlüssel den Blühverlauf und die Blühintensität. Für das Saatgut des Jahres 2006 wurde zudem gemäß den ISTA-Regeln die Qualität und äußere Beschaffenheit beurteilt. Aus den Ergebnissen der Pilotstudie zur Bestandesstruktur, genetischen Zusammensetzung, Phänologie, Pollen- und Samenverbreitung, Paarungssystem und Saatgutqualität wurden in einem ersten Versuch in Anlehnung an das Konzept zum genetischen Monitoring 13 Indikatoren für die Intaktheit des genetischen Systems der Bestände abgeleitet. Das Simulationsmodell Eco-Gene wurde genutzt, um auf der Basis der experimentellen Daten kritische Schwellenwerte für tolerierbare genetische Veränderungen in den Beständen abzuleiten. Insbesondere vor dem Hintergrund der Klimaänderungen wird dringend empfohlen, das genetische Monitoring für mehrere Modellbaumarten fortzusetzen, um so als Frühwarnsystem wichtige Informationen zu kritischen Veränderungen mit Auswirkung auf die Anpassungsfähigkeit der Wälder zu erfassen. |
| Ergebnis (engl.): | Conservation of genetic resources is an important issue in managed forests. Adaptability of trees to environmental factors such as climate change or to outbreaks of pests and diseases depends on genetic variation. Thus, preventing erosion of genetic diversity is crucial for the maintenance of forests. So far genetic aspects are not covered by monitoring systems in forest ecosystems. A concept on genetic monitoring in forest has been developed by an expert group of forest research centres in Germany. In order to test the practicability of this concept, we conducted a pilot-study on the genetic diversity and demo-genetic processes in five populations of wild cherry in Germany. Genetic inventories were done at DNA-markers (SSrs, AFLPs, S-alleles) in three ontogenetic stages (adults, seedlings, seeds) for each population. Further the spatial position, diameter, natural social class and flowering phenology have been measured for the reproductive trees and the quality of seeds has been tested. Our results show significant differences for the level of diversity, genetic differentiation and spatial genetic structure. We got estimates of pollen and seed dispersal as well as on proportion and spatial extension of vegetative regeneration for each stand. We integrated the genotypes of the adult populations and the estimates of population genetic processes into the simulation model Eco-Gene. The simulations predicted the dynamics of genetic structures and helped to define thresholds for critical changes in the genetic composition of the cherry populations. We tested a set of 13 indicators and verifiers according to the concept of genetic monitoring to estimate the intactness of the genetic system of the 5 studied stands. So we ware able to make a clear ranking among the studies stands. The genetic monitoring needs to be continued and other model species should to be included. Data from time series are essential to check the relevance of the different indicators on the adaptability of tree populations. The results of the genetic monitoring assist to observe critical changes due to forest practise and climate change and thus provide important information for gene conservation and sustainable forest management. Acknowledgements: The study was financed by the German Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection |
| Laufzeit: | Beginn: 10.11.2005 / Ende: 02.05.2008 |
| Ausf. Einrichtung: | Institut für Weltforstwirtschaft Universität Hamburg, Hamburg |
| Förderprogramme: | Vorhaben ist keinem Programm zugeordnet |
| Stichpunkte: | biodiversität; forstwirtschaft; gehölze; genetik; in situ; monitoring; naturschutz; ökologie; saat- und pflanzengut; wald; wildpflanzen; biologische vielfalt; , Biodiversität |
| Förderkennzeichen: | 2805BE003/2 |
| Dokument zum Download: | 05BE003_2.pdf (660,9 KB) |
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