Erweiterung der nutzbaren Diversität im Bayerischen Genpool bei Wiesenschwingel durch Übertragung relevanter Merkmale aus Deutschem Weidelgras

Abstract

Bereits im Jahr 2005 wurde an der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) in Freising mit der Kreuzung von diploidem Deutschem Weidelgras (Lolium perenne, 2n=2x=14) mit diploidem Wiesenschwingel (Festuca pratensis, 2n=2x=14) begonnen. Ziel war der Transfer positiver Merkmale bzw. Nutzeigenschaften, wie zügige Jugendentwicklung und Vielschnittverträglichkeit, aus Deutschem Weidelgras in Wiesenschwingel. Während der Projektlaufzeit wurde die Anzahl von Kreuzungsnachkommenschaften (F1-Pflanzen sowie Rückkreuzungsgenerationen BC1 und BC2) drastisch erhöht. Rückkreuzungsversuche im Gewächshaus, ergänzt sowohl durch Embryonenkultur, als auch im Freiland waren erfolgreich. Mit Hilfe molekulargenetischer Untersuchungsmethoden (AFLP, SSR) und des Merkmals jüngstes Blatt gerollt bzw. gefaltet konnten erfolgreiche Kreuzungen identifiziert und verifiziert werden. Die Kreuzungsnachkommen wurden mit Hilfe von Gewächshaus- und Freilandversuchen eingehend charakterisiert und evaluiert. Hier zeigte sich eine hohe phänotypische Variabilität der Merkmale Ährentyp, Zeitpunkt des Ährenschiebens, Massenbildung und Winterhärte innerhalb der Nachkommenschaften. In den Gewächshausversuchen konnten frosttolerante, Schneeschimmel- (Microdochium nivale) und Xanthomonas-resistente Pflanzen identifiziert werden. Ein Großteil der Projektarbeit befasste sich mit der Entwicklung von Methoden zur Bewertung der Jugendentwicklung und des Wurzelwachstums. Eine schnelle Jugendentwicklung ist essentiell für die Nachsaattauglichkeit von Wiesenschwingel, und eine Verbesserung dieses Merkmals ist dringend notwendig. Durch eine intensive und tiefe Durchwurzelung können die Wiesenschwingelpflanzen Trockenphasen besser überdauern, ein wichtiger Aspekt im Hinblick nicht zuletzt auch auf die Auswirkungen des allgemeinen Klimawandels. Mithilfe dieser Experimente konnte eine hervorragende Materialgrundlage für weitere Selektions- und Züchtungsschritte zwecks Verbesserung des bayerischen Wiesenschwingel-Genpools geschaffen werden. Already in 2005 crosses of diploid perennial ryegrass (Lolium perenne, 2n=2x=14) with diploid meadow fescue (Festuca pratensis, 2n=2x=14) have been started at the Bavarian State Research Center for Agriculture (LfL), Freising (Germany). Main goal was the introgression of positive characteristics, such as rapid juvenile development and tolerance to frequent cutting (defoliation), from perennial ryegrass into meadow fescue. During the project period, the number of F1 plants and subsequent backcross-generations (BC1 and BC2) could be greatly increased. Backcrossing experiments in the greenhouse, supported by embryo culture, as well as in the field were very successful. Molecular genetic marker systems (AFLP, SSR) and, additionally, a specific trait (youngest leaf rolled/folded) were used to verify the phenotypic identification and verification of successful crosses. The produced Festulolium (FEL) progeny were intensely characterized and evaluated by experiments in the greenhouse and the experimental field. The progeny plants showed a high variability for the phenotypic characteristics mass growth, winter hardiness, ear type and date of ear emergence. Frost tolerant, snow mold (Microdochium nivale) and Xanthomonas resistant plants were identified through greenhouse experiments. The majority of the project work was dedicated to the development of methods for the evaluation of juvenile development and root growth. Fast juvenile development is essential for the improvement of the re-sowing ability of meadow fescue. Through an intensive and deep rooting meadow fescue can survive dry periods, which is an important aspect not at least with regard to the impact of climate change. Through these experiments a very good basis for further selection and breeding work on Bavarian meadow fescue has been created.