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Die Erhöhung der Ertragsstabilität als Voraussetzung für eine merkmalsverbessernde Sortenzüchtung konnte durch die markergestützte Nutzung definierter Anthraknoseresistenzgene und Mutantenlinien mit definierten Platzfestigkeitsgenen realisiert werden. Für das Resistenzgen LanrBo wurden molekulare Marker entwickelt, die mit diesem eng gekoppelt und sowohl für eine effiziente markergestützte Selektion von LanrBo-tragenden Zuchtlinien als auch für die Pyramidisierung der unabhängigen Resistenzgene LanrBo und Lanr1 geeignet sind. Eine markergestützte Selektion mit publizierten Markern ist ebenfalls möglich für die bekannten Platzfestigkeitsgene lentus und tardus mit den als platzfest eingestuften Mutanten-Linien und mit platzfesten Zuchtstämmen. Im Hinblick auf die Ertragsleistung sind in einem Set an Mutanten-Linien (N= 44) neue, positive Wuchstypen im Ertragsversuch identifiziert worden, die signifikant erhöhte Kornerträge, Proteingehalte und auch Proteinerträge im Vergleich zu den jeweiligen Ausgangssorten (Boruta, Probor) aufwiesen. Auch im Vergleich zu der aktuell ertragsreichsten, verzweigten Sorte Boregine konnten im Mutantenset Linien nachgewiesen werden, die an Standorten mit geringer Bodenqualität dieser ertragsmäßig überlegen waren. Darüber hinaus wiesen einige Mutantenlinien im Vergleich zu Boregine einen statistisch abgesicherten, erhöhten Proteingehalt bzw. Proteinertrag auf und waren auch in der Abreife deutlich früher als die Vergleichssorte. Unter einer Auswahl von Genbankakzessionen wurden solche identifiziert, die aufgrund niedriger Alkaloidgehalte bei gleichzeitig hohen Proteingehalten züchterisch wertvoll sein könnten. Das Projekt hat aufgezeigt, dass durch Nutzung von vorselektierten Mutantenlinien und genetischen Ressourcen die Selektion von neuem Prebreeding-Material ermöglicht wird, welches den gängigen Sorten im Hinblick auf Ertragsmerkmale überlegen ist. Im Ergebnis konnte das Projekt einen Fortschritt für die Züchtung von Lupinen erzielen.

Journal für Kulturpflanzen, Bd. 69 Nr. 2 (2017): Themenheft Klimawandel

Ziel des Vorhabens war es, die Anbauwürdigkeit und Ertragssicherheit von Gelben Lupinen (LUG) und Weißen Lupinen (LUW) zu steigern. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele waren (A) Identifizierung von genetischen Ressourcen für Anthraknoseresistenz und Frühzeitigkeit und (B) Charakterisierung von LUG- und LUW-Sorten und Zuchtstämmen hinsichtlich Kornertrag, Rohprotein- und Alkaloidgehalt. Im dreijährigen Versuch erwies sich die polnische LUG Sorte 'Taper' als sehr resistent und zugleich frühzeitig. Bei LUW wurde diesbezüglich keine Differenzierung beobachtet. Die Vererbungsanalyse der Resistenz in 'Taper' ergab einen monogen-dominanten Erbgang. Zur Entwicklung von Selektionsmarkern für die Resistenz wurden ca. 80 PCR-Markerassays aus verschiedenen Leguminosengenomen etabliert. Erträge und Inhaltsstoffe wurden über 3 Jahre auf 3 ökologisch bewirtschafteten Standorten (Groß Lüsewitz, Steinach, Triesdorf) untersucht. Die Erträge, Tausendkorngewichte und Proteingehalte von LUG und LUW betrugen durchschnittlich 9,8 dt/ha und 11 dt/ha, 146 g und 373 g bzw. 43,1 % und 39,0 % in TM. Eine GC-/MSMethode zur Bestimmung der Alkaloide in Gelben und Weißen Lupinen etabliert, mit welcher signifikante Sortenunterschiede im Bitterstoffgehalt nachgewiesen werden konnten. Der Gesamtalkaloidgehalt in LUG betrug im Mittel 0,0177 % und bei LUW 0,2796 %. Eine zerstörungsfreie NIR-Schnellbestimmungsmethode an ganzen Samenkörnern für Rohproteingehalt bei LUG und LUW konnte mit einem Bruker Multi-Purpose Analyzer etabliert werden. Für eine NIR-basierte Analyse des Alkaloidgehalts war hingegen der Fehler der Kalibrierung und Validierung noch zu hoch. Die im Vorhaben erzielten Forschungsergebnisse unterstützen die Eiweißstrategie des BMEL.