Technische Universität München • Fachgebiet Obstbau

Pflaumen und Zwetschen: Neue Ziele in der Resistenzzüchtung Dr. Michael Neumüller Fachgebiet Obstbau Technische Universität München Wissenschaftszentrum Weihenstephan

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Das Fachgebiet Obstbau der TU München am Wissenschaftszentrum Weihenstephan

Neuaufbau des Versuchsfeldes

Kreuzungen auf dem Versuchsfeld

Gewächshausanlagen

insektendichte Abteile

Anstaubewässerung

Kühlzellen

Gewebelabor

chemische Analytik

Mikroskopie/Histologie

Bioanalytik: Nachweis von Krankheitserregern

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Pflaumen- u. Zwetschenzüchtung in Deutschland Universität Hohenheim: 1980 – 2005 (Selektion bis 2011) Züchter: Dr. Walter Hartmann Sorten (Bsp.): Katinka, Hanka, Tegera, Tipala, Hanita, Colora, Felsina, Haroma, Haganta, Harbella, Elena, Presenta

FA Geisenheim: 1982 – 2000 (Selektion bis 2007) Züchter: Prof. Helmut Jacob Sorten (Bsp.): Topfirst, Topfive, Topper, Topking, Aprimira, Toptaste, Topgigant Plus, Tophit Plus, Top, Top 2000, Topend Plus

Technische Universität München in Freising-Weihenstephan: seit 2005 Züchter: Michael Neumüller

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Brauchen wir noch mehr neue Zwetschensorten? Fruchtgröße

Produktionssystem

Fruchtfarbe

Pilzresistenz

Geschmack

Scharkaresistenz

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Prognose künftige Marktsegmente Pflaumen und Zwetschen

abnehmende Bedeutung: Industrieware

Hoh 5875

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„Hitzestress‚ des Jahres 2007

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Kavernenbildung

Topgigant

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Europäische Pflaume Säuregehalt Aromakomponenten spätere Blüte Robustheit Scharkaresistenz

Japanische Pflaume

Fruchtgröße Festigkeit des Fruchtfleisches Farbliche Attraktivität Transportfähigkeit Lagerfähigkeit

Kolonnovidnaja

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Weihenstephaner Zwetschenzüchtung Sämlingsanzucht

genetische Ressourcen

Selektionsprozess

Auswahl der Elternsorten

Zuchtziele

Kreuzungsarbeiten

Untersuchungen zur Vererbung

Testpflanzungen

Sortenfreigabe

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Die Scharkakrankheit

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Warum breitet sich Scharka so schnell aus? Verbreitung über lange Strecken • infizierte Edelreiser • infizierte Unterlagen • infizierte Bäume

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Warum breitet sich Scharka so schnell aus? Verbreitung über lange Strecken

Verbreitung über kurze Strecken

• infizierte Edelreiser • infizierte Unterlagen • infizierte Bäume

• über Blattläuse • auch, wenn nur wenige Läuse in der Anlage vorhanden sind • infiziertes Pflanzenmaterial

PPV leaf

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Die Resistenz durch Hypersensibilität bei der Europäischen Pflaume

(1) Infektion einer Zelle

(2) Tod der infizierten Zelle

(3) Resistenzinduktion in den Nachbarzellen Lokalisierung des Virus

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Akkumulation von O2• – in Mesophyllzellen von ‘Jojo’

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Die Weihenstephaner Zwetschenzüchtung

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Zwetschenzüchtung in Weihenstephan: Kreuzungsstatistik 2005 – 2009 •

drei Standorte: – – –

•

Ortenberg Hohenheim Weihenstephan

bislang 179 000 Blüten bestäubt

• davon 19 500 Embryonen erhalten •

bislang 7000 Sämlinge im Versuchsfeld ausgepflanzt

•

erste Blüten 2007

• erste Früchte in nennenswerter Zahl 2008 •

vermehrt interspezifische Hybridisierungen im Gewächshaus

Genotyp Muttersorte Vatersorte Datum Masse Reife Brix Fruchtfarbe Festigkeit Geschmack Äußeres Inneres Gesamt

Wei 398 Hoh 4571 Haganta 15.09. 41 g reif 26,8 % dunkelblau fest gut – sehr gut gut sehr gut gut – sehr gut

Die hypersensible Mirabelle

Genotyp Muttersorte Vatersorte Datum Masse Reife Brix Fruchtfarbe Festigkeit Geschmack Äußeres Inneres Gesamt

Wei 95 Mirabelle aus Nancy Hoh 6217 15.09.2009 18 g reif 28 % gelb-rot mittel sehr gut gut – sehr gut sehr gut gut – sehr gut

‘Wei 80’ (‘Mirabelle aus Nancy’ × ‘Hoh 6217’) 29 % Brix Ernte 23.08.

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Neue scharkaresistente Unterlagen

Früchte interspezifischer Hybriden

P. domestica × P. cerasifera ‘Docera 9’

P. domestica × P. spinosa ‘Dospina 247’

hypersensibler Unterlagenklon Technische Universität München • Fachgebiet Obstbau

in vitro

Arbeitsschritte (1) Verhinderung der Virusausbreitung durch hypersensible Unterlagen: Absicherung der bisherigen Ergebnisse durch breitangelegte Versuchspflanzungen mit Inokulationsversuchen im Gewächshaus, in der Baumschule und in Obstanlagen (2) Testung vorhandener Hybriden auf ihre Eignung als Unterlagen (3) Züchtung obstbaulich bestgeeigneter hypersensibler Unterlagen (interspezifische Hybriden)



Vorarbeiten:   

Kreuzungen erste Resistenztests, Dauertests Massenvermehrung in vitro und über Grünstecklinge

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Kooperation TUM – LWG

TUM

LWG

Kreuzungen Inokulationsversuche Resistenztests erste Selektion

obstbauliche Leistung

hypersensible Unterlagen

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P. domestica × P. spinosa

P. domestica × P. cerasifera

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Anteil der im Laufe der Vegetationsperiode abgestorbenen Edelsortenaustriebe (ohne gesunde Pflanzen)

100%

100,0%

100,0%

100,0%

98,5%

80% Jun 08

60%

Aug 08 Oct 08

40%

20% 0% Docera 5

Docera 6

Docera 9

Dospina 22

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Vorteile hypersensibler Unterlagen

keine latent scharkainfizierten Bäume aus der Baumschule

Neuanlagen sind virusfrei

nutzbar für Zwetsche, Aprikose, Japanische Pflaume und auch Pfirsich

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Gibt es bald gentechnisch veränderte Zwetschen?

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Gentechnisch veränderte Zwetschen • Seit Ende der 1980er Jahre große Forschungsprogramme • Resultat: eine einzige gentechnisch veränderte Sorte ('C5'Hybride) • Effekt: – –

vergleichbar mit der quantitativen Resistenz bekannter Sorten Pflanzen können im Feld durch Blattläuse infiziert werden.

Scharkasymptome auf Blättern des gentechnisch veränderten Klons 'C5'

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Probleme des Gentransfers bei Zwetschen • bislang nur bei Sämlingen, nicht bei Sorten erfolgreich • sehr schlechte Regenerationsrate • instabil, da Chimärenbildung • nur ein Gen übertragbar • aber: bei Resistenzen meist mehrere Gene beteiligt • Scharkaresistenzgene sind unbekannt • sehr teuer in der Entwicklung, bei kommerzieller Nutzung: Patentgebühren • fehlende Akzeptanz durch den Verbraucher

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Kreuzungszüchtung bleibt die wichtigste Methode in der Zwetschenzüchtung. Es gibt aber neue Hilfsmittel.

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Moderne Verfahren in der Kreuzungszüchtung: Nachweis des Scharkavirus

gesund

krank

Hoh 5875

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Moderne Datenerfassung über Barcode

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Moderne Datenerfassung über Barcode

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Moderne Datenerfassung über Barcode

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Wer profitiert von der Zwetschenzüchtung?

Baumschuler Obstproduzent Vermarkter Verbraucher

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Kooperationspartner • •

Dr. Walter Hartmann Baumschule Kiefer – – –

2. Selektionsstufe Quartier für Kreuzungen Ernte und Versand von Früchten

•

Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau Veitshöchheim: Hubert Siegler • Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, Außenstelle Stuttgart: Michael Petruschke –

• •

DLR: Versuchsstandort Oppenheim: Peter Hilsendegen Unterstützerkreis Weihenstephaner Zwetschenzüchtung (ideell) – –

•

Scharkaversuchsanlage Weil der Stadt

Obstgroßmärkte Mittelbaden und Südbaden Baumschulgesellschaften Artus Group und GEVO

Versuchsanstalten

Der Zwetschenpapst zu St. Peter in Rom mit seinem Ministranten

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Forschungsprojekte rund um die Zwetschenzüchtung an der TUM Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung • Züchtung scharkaresistenter Qualitätszwetschensorten unter Nutzung hochmodernder Virusnachweismethoden

Bayerisches Landwirtschaftsministerium • Züchtung scharkaresistenter Unterlagen

Europäische Union • Bekämpfung der Scharkakrankheit in der EU nach dem Beitritt osteuropäischer Mitgliedsstaaten