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Presenting commercially available wheat varieties with resistance to common bunt.

When assesssing races of common bunt for virulens pattern within a region, it is important to take into account that collected spores may represent a diverse population of different virulence races. When screening spores on a differential set of wheat lines with known resistance genes, a low infection rate on a resistant wheat variety does not necessarily demonstrate that virulence is absent in the spore collection, but could be a sign that virulence is present, but only present in a low frequency among the spores. If just a few spores within a spore sample are indeed virulent, they may infect some plants and from there multiply the virulence quite rapidly next years. Previous studies have shown that virulence against most resistance genes were present in Denmark after purifying races of common bunt (Tilletia caries) on resistant varieties. So far, only wheat differential varieties with Bt4, Bt6, Bt9, Bt11 and Bt12 cannot be infected with bunt races purified from Danish collections [1, and later own unpublished data]. Virulence against Bt4, Bt6 and Bt9 has been found in other European studies [2], and Bt11 may not be only one gene but a combination of at least two genes [3]. Therefore, Bt12 seems to be the only gene for which virulence have not been found in European population of common bunt. This leads to the conclusion that if resistance breeding shall safely control common bunt in wheat, we need not only one effective gene, but a combination of pyramided genes. Since it is very difficult to test if a resistant line has only one gene or more genes, the most effective tool to achieve this at present are genetic markers. Using Genome Wide Association Studies (GWAS) to find QTLs and markers for the major resistance genes in wheat have so far led to only few commercial useful markers. Till now, only markers for Bt9 [6] and Bt10 are used in practice, but a marker for Bt12 [4] and Blizzard [7] have also been found. One of the problems in developing markers for bunt resistance have been that spores used in GWAS trials have been divers or unknown in virulence, and that phenotypic results not distinguishes between different resistance genes. Therefore, the most successful studies have used segregating populations of single crosses where the resistance gene is known on before hand [5]. In the LIVESEED project, we have the ambition to develop genetic markers on several different resistance genes at the same time. We will do so by testing segregating populations of several different crosses between varieties with 7 different resistance genes, and infect them with 7-11 different virulence races of common bunt able to distinguish between the resistance genes. A total of 300 varieties will be pheno- and genotyped. Using this experimental design, we attempt during 2018 and ‘19 to develop markers for Bt1, Bt2, Bt5, Bt7, Bt13, BtZ and Quebon-resistance, and hopefully also a couple of minor QTLs.

Sommergerste ist im ökologischen Landbau nach Weizen, Hafer und Dinkel die Getreideart mit der höchsten Bedeutung für die verarbeitende Industrie. Der Markt für Öko-Braugerste ist in den letzten Jahren rasch gewachsen. Der gestiegenen Nachfrage steht ein knappes Angebot aus deutscher Erzeugung gegenüber, so dass viele Mälzereien zu Importen gezwungen sind. Voraussetzung für eine stärkere Verbreitung des Sommergerstenanbaus im ökologischen Landbau ist die Bereitstellung geeigneter Sorten. Für die Sommergerste sehen Vertreter der Ökolandbau-Beratung einen hohen Bedarf an Züchtung und Züchtungsforschung. Resistente Sorten haben im Ökolandbau besonders große Bedeutung. Im Rahmen des Projektes konnten unter konsequenter Anwendung von Strategien der Präzisionszüchtung Sortenprotoypen entwickelt werden, die von der kooperierenden Saatzuchtwirtschaft zu erfolgreichen Sorten weiterentwickelt werden können. Aus 300 Ursprungslinien einer F5 Generation der Getreidezüchtungsforschung Darzau wurden durch konsequente Selektion auf Resistenz, agronomischen Eigenschaften und Malzqualität in mehrortigen Feldversuchen vier Zuchtstämme selektiert, die den Ansprüchen vom Erzeugern und Verarbeitern von Braugerste, die nach den Vorgaben des ökologischen Landbaus erzeugt wird, entsprechen. Molekulare Marker, die im Zusammenhang mit Malzqualität stehen, wurden unmittelbar im Zuchtmaterial evaluiert und ihre Eignung für die Selektion auf qualitativ vorteilhafte Sorten belegt. Eine Kartierungspopulation für die molekulargenetische Kartierung von Flugbrandresistenz aus der Sorte Steffi wurde im Hinblick auf die Resistenz und mit mo-lekularen Markern charakterisiert. Zwei Bereiche des Gerstengenoms wurden identifiziert, die eine Rolle in der Ausprägung der Resistenz spielen. Jährliche Projetktreffen mit Beteiligten aus der gesamten Erzeugungskette trugen dazu bei, dass die Informationen über agronomische Eigenschaften und Qualität der neuen Zuchtstämme unmittelbar und zeitnah an die interessierten Kreise weitergegeben wurde.

Zur Erzeugung gesunden Saatgutes steht im Öko-Landbau neben präventiven Maßnahmen eine Reihe verschiedener Saatgutbehandlungsverfahren zur Verfügung (physikalische Methoden, Pflanzenextrakte, Naturstoffe und Mikroorganismenpräparate), die jedoch für die zahlreichen, wichtigen Wirt/Pathogen-Kombinationen nicht hinreichend untersucht waren. Inhalt und Ziel dieses Verbundvorhabens war es, Erfolg versprechende, aber hinsichtlich Handhabbarkeit und Wirksamkeit bislang nicht ausreichend untersuchte Varianten zu überprüfen sowie Schwellenwerte zu ermitteln, die eine Saatgutbehandlung indizieren. Um eine schnelle Übertragbarkeit wirksamer Verfahren in die Praxis zu ermöglichen, wurden neben den physikalischen Verfahren überwiegend gelistete Pflanzenstärkungsmittel untersucht. Im vorliegenden Projekt wurden Klimakammer- und Gewächshausversuche angelegt (Projekt 03OE127/3) und Mittel und Verfahren, die sich unter diesen Modellbedingungen für die Praxistestung als geeignet erwiesen, wurden in Feldversuchen überprüft. Für wichtige Wirt/Pathogen-Kombinationen konnten Behandlungsvarianten mit guten Wirkungen gefunden werden, die keine bis geringe negative Auswirkungen auf die Keimfähigkeit hatten. Bei Sommergerste mit Netzflecken oder Streifenkrankheit sowie bei Haferflugbrand konnten nach Behandlung mit Heißwasser, LEBERMOOSER, Ethanol, Milsana flüssig, Serenade und/oder Cedomon gute bis sehr gute Wirkungen erreicht werden. An Winterweizen mit Fusarium spp., Stagonospora nodorum bzw. Schneeschimmel sowie Winterroggen mit Schneeschimmel wurde eine Wirkung vor allem durch FZB 53, Warm- oder Heißwasserbehandlung und LEBERMOOSER erreicht. Von den besonders schwer zu bekämpfenden Krankheiten wurden Anthraknose an Lupine und Ascochyta pisi an Erbse mit Feuchtheißluft reduziert, jedoch war die Wirkung nicht ausreichend.

Sixty spring barley varieties were tested at two locations for susceptibility to barley leaf stripe after natural infection at two locations with one infected spreader line (LINZ 358150). The genetic resources VADA, BETZES and RICARDO and cultivars BAC-CARA and PEGGY remained below 0.1% infection. Another eleven varieties stayed below a poor susceptibility of 1% infection, but 13 varieties showed more than 5% infected plants. Analysis of variance brought no difference for the locations to test the infestation, but a strong influence of the location, where the infection during flowering took place. It gives reason not to multiply susceptible varieties under organic farming at barley leaf stripe threatened locations. Breeding of spring barley should be done under infection to develop resistant varieties which can be multiplied for all genera-tions between maintaining and certified seed without any seed treatment.

Inhaltsübersicht: • Prüfung der Anfälligkeit aktuell verfügbarer Winterweizen der Qualitätsgruppen E, A und B gegenüber Flugbrand (Ustilago tritici) (Dr. Karl-Josef Müller) • Prüfung der Anfälligkeit aktuell verfügbarer Sommergersten gegenüber Hartbrand (Ustilago hordei) (Dr. Karl-Josef Müller) • Landessortenversuche im ökologischen Landbau zu den Kulturen Wintergerste, Körnererbsen, Ackerbohnen und Silomais (Markus Mücke, Armin Meyercordt) • Untersuchung zum Einfluss des Sklerotienbesatzes am Pflanzgut auf das Auftreten von Rhizoctonia solani im ökologischen Kartoffelanbau (Andreas Scholvin, Dr. Jürgen Grocholl) • Welchen Einfluss hat die Vorfrucht auf das Auftreten von Rhizoctonia solani im ökologischen Kartoffelanbau? (Andreas Scholvin, Dr. Jürgen Grocholl, Dr. Joachim Kakau) • Maisanbau auf suboptimalen Standorten (Carsten Rieckmann, Armin Meyercordt, Markus Mücke)

An den ökologisch bewirtschafteten Standorten Darzau/Neu Darchau und Dottenfelderhof/Bad Vilbel wurden 91 Sorten und Genbankmuster von Wintergerste unter natürlichen Infektionsbedingungen und nach Inokulation der Blüten auf Anfälligkeit gegenüber Flugbrand sowie 88 Wintergerstensorten der Beschreibenden Sortenliste 2002 und 2003 auf Anfälligkeit gegenüber Hartbrand getestet. Gegenüber Flugbrand befallsfrei blieben die Handelssorten ASTRID und CARRERO sowie elf Genbankmuster. Acht weitere Wintergersten blieben nur unter natürlichen Infektionsbedingungen befallsfrei. Die beiden Sorten CORNELIA und SERAFINA wurden mit einem natürlichen Flugbrandbefall über 5 % als besonders anfällig ermittelt. Für die meisten flugbrandfrei gebliebenen Wintergersten kann aufgrund des einjährigen Ergebnisses noch keine gesicherte Aussage über deren Resistenz gemacht werden. Da sich für den Umgang mit Flugbrand derzeit keine Behandlungsalternativen abzeichnen, stellt sich die Züchtung auf Resistenz angesichts einiger bereits verbreiteter Resistenzen als der einzig gangbare Weg zu gesundem Saatgut im ökologischen Landbau dar. Ohne Befall mit Hartbrand blieben die zweizeiligen Wintergersten KRETA, DUET und JOLANTE und die mehrzeiligen Wintergersten ALISSA, ELFE, USCHI und VERENA. Weitere 36 Sorten wiesen einen Hartbrandbefall unter 1% auf. Da Hartbrandsporen dem Saatgut nur von außen anhaften, eröffnet sich angesichts des hohen Anteils gering anfälliger Sorten im Falle eines Befalls die Perspektive der Kombination mit einem ökologischen Saatgutbehandlungsmittel. Hinsichtlich der Inokulationstechnik beim Flugbrand hat sich die künstliche Infektion nach POEHLMAN mit 1 ml einer Flugbrandsporensuspension der Konzentration 1 g Sporen auf 1 Liter Wasser zur Injektion in die Blüten einer Ähre als optimal erwiesen. Für die Inokulation mit Hartbrand war die Sporenkonzentration von 1g Sporen pro kg Saatgut richtig. Zur sicheren Beurteilung und Unterscheidung der gegenüber Hartbrand gering anfälligen und resistenten Sorten muss die Gesamtfläche von 6m² pro Sorte als noch zu klein angesehen werden.

29 Kultureinkornsorten (Triticum monococcum L.) wurden unter Anbaubedingungen des ökologischen Landbaus auf sandigen Böden in Norddeutschland mit Weizen, Emmer und Dinkel verglichen. Einkorn zeichnete sich durch intensiv hellgrünes, festes Stroh und seine filigrane Gestalt aus. Bei der Aussaat im Frühherbst war die Anzahl der Bestockungstriebe bis zu zweimal so hoch wie bei Weizen, die Wuchshöhe der lag dagegen in den frühen Stadien niedriger und das Ährenschieben erfolgte 1 bis 12 Tage später. Die besten Einkornproben erzielten einen Ertrag von 60-70 % der Ernteerträge von Dinkel. Der Beta-Carotin-Gehalt war mit 1-2 % der Trockenmasse zwei bis drei mal so hoch wie bei Hartweizen üblich. Der Proteingehalt sowie die Gehalte an den essentiellen Aminosäuren Phenylalanin, Tyrosin, Methionin und Isoleucin lagen bei Einkorn höher als bei den anderen Proben.

Einige Methoden, die im Zusammenhang mit der Getreidezüchtung heute Anwendung finden und bei denen Diskussionsbedarf im Hinblick auf ihre Anwendung in der ökologischen Pflanzenzüchtung besteht, werden beschrieben und diskutiert. Es sind dies die Herstellung von Di-Haploiden in Verbindung mit markergestützter Selektion und die Züchtung von Hybriden auf der Basis cytoplasmatischer Pollensterilität. Die Frage nach für den ökologischen Landbau geeigneten Zuchtmethoden wird diskutiert.

On several locations in Germany and Switzerland, new and local varieties of winter wheat were compared to the variety "Bussard" in trial plots with 2-4 replications. Among other parameters, baking quality and gluten content were analised and discussed.