Sorten mit geschlossener Blüte - eine sinnvolle Strategie zur Begrenzung der Pollenausbreitung bei Raps?

(2008 - 2011) Julius-Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Sicherheit in der Gentechnik bei Pflanzen, Quedlingburg

Thema

Pflanzen, die sich innerhalb der geschlossenen Blüte selbst bestäuben und befruchten, werden als kleistogam bezeichnet. Im Rahmen eines Züchtungsprogramms konnten französische Wissenschaftler bei Raps mittels Mutationen Kleistogamie hervorrufen.

Seit kurzer Zeit wird das Phänomen Kleistogamie im Hinblick darauf erforscht, es bei transgenem Raps für ein biologisches Confinement einzusetzen. Ein Gentransfer zu benachbarten Pflanzen über Pollen könnte auf diese Weise begrenzt werden.

Generell ist diese Eigenschaft jedoch im Hinblick auf die Rückverfolgbarkeit und die getrennte Produktion von Erntegut verschiedener Herkünfte und Qualitäten (identity preservation) auch für konventionelle Sorten von Interesse.

Folgende Fragestellungen werden untersucht:

Welches Auskreuzung sverhalten zeigen kleistogame Rapslinien im praxisnahen Anbau?
Unterscheiden sich kleistogame Linien in ihrer Überdauerungsneigung (sekundäre Dormanz ) von konventionellen Hochertragssorten?
Inwiefern ist eine züchterische Umsetzung einer Kombination der beiden Confinement-Ansätze Kleistogamie und niedrige sekundäre Dormanz möglich?

Versuchsbeschreibung

konventioneller Raps - offen blühend

kleistogamer Raps

Parzellenversuch mit kleistogamem und konventionellem Raps

Fotos: Dr. Alexandra Hüsken, JKI

Entwicklung einer Methode zur Erfassung der Auskreuzung kleistogamer Sorten

Ein geeignetes PCR -Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Auskreuzung kleistogamer Sorten in konventionelle nicht-kleistogame Sorten soll entwickelt werden. Da nur wenige genetische Details über das Kleistogamie-Gen in den verwendeten Rapslinien vorliegt, müssen stattdessen molekulare Marker identifiziert werden, anhand derer die Einkreuzung aus einem kleistogamen Rapsschlag in einen Empfängerschlag erkannt und quantifiziert werden kann.

Auskreuzung kleistogamer Sorten im Feld

In Ringversuchen an mehreren Orten wird der Grad einer Einkreuzung kleistogamer Sorten in Empfänger-Rapssorten ermittelt. Dabei wird der Frage nachgegangen, welcher Abstand zwischen einem kleistogamen und einem nicht-kleistogamen Rapsschlag eingehalten werden muss, um einen bestimmten Schwellenwert der Auskreuzung nicht zu überschreiten. Zu diesem Zweck wird ein 0,5 Hektar großes Feld mit kleistogamem Raps als Pollenquelle (Donor) angebaut. In Windrichtung schließt sich der Pollenempfänger (Rezipient), ein 0,5 Hektar großer nicht-kleistogamer Rapsschlag an. In verschiedenen Entfernungen vom Donorschlag werden Rapspflanzen zur Blühperiode bonitiert und zur Ernte Proben genommen.

Sekundäre Dormanz bei Samen kleistogamer Sorten

Im Labor- und Feldexperimenten wird der Frage nachgegangen werden, ob bezüglich der Ausprägung der sekundären Dormanz Unterschiede zwischen den konventionellen Hochertragssorten und der kleistogamen Linie vorliegen. Die Untersuchungen (Labor- und Vergrabungsexperimente) werden am frischen Erntegut (Rapssamen) vorgenommen.

Das Projekt ist Teil des Verbundprojektes "Entwicklung und Überprüfung von Confinement-Strategien für Raps." Zwischen den Verbundpartnern Universität Hohenheim, Universität Göttingen und dem Julius-Kühn-Institut (JKI) finden Kooperationen auf Ebene der Laboranalytik, der Nutzung von Versuchsflächen und des Datenaustausches für Modellierungen statt.