Züchtung

  • LupiSMART

    Weiße Lupine von der Nische in die Praxis, Grundlagenorientierte Züchtungsforschung zur Verbesserung von Anthraknoseresistenz und Qualitätsparameter

    Laufzeit: vom 01.02.2020 - 31.01.2023

    Projektträger: BLE

    Förderkennzeichen: 15EPS049, FKZ 15EPS080

    Ausführende Einrichtungen:
    Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Freising; Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen, Groß Lüsewitz; Landwirtschaftlichen Lehranstalten (LLA) Triesdorf

    Link: LupiSMART Projektlink

    Körnerleguminosen sind aufgrund ihres hohen Eiweißgehaltes weltweit ein wertvoller Bestandteil der menschlichen Ernährung, der größere Anteil wird als Futtermittel umgesetzt. Unter den heimischen Leguminosen ist die Weiße Lupine in Ertrag und Eiweißqualität der Sojabohne gleichwertig. Ihr Anbau ist von besonderem ökologischem Wert, da sie die Anbaudiversität in der Landwirtschaft erweitert, den Luftstickstoff über eine Bakteriensymbiose fixiert und an die Folgefrucht weitergibt - ein wichtiger Schritt der Nitratproblematik entgegenzutreten. Ihr Anbau ist jedoch durch die Anthraknose, eine durch den Pilz Colletotrichum lupini ausgelöste Krankheit, zum Erliegen gekommen. Das Pathogen infiziert Lupinen in verschiedenen Entwicklungsstadien, sodass die Züchtung anthraknosetoleranter Sorten von zentraler Bedeutung für den Weißen Lupinenanbau ist. Ziel des Forschungsprojektes LUPISMART ist es, der Weißen Lupine im ökologischen wie konventionellen Landbau durch die Erforschung der Anthraknosekrankheit sowie der Bereitstellung anthraknosetoleranter Linien und Selektionsmarkern zu einem Durchbruch im Anbau und in der Züchtung zu verhelfen. In dem Projekt wird ein umfangreiches Sortiment Weißer Lupinen, bestehend aus Sorten, Zuchtstämmen und Genbankakzessionen, in mehrortigen Feldversuchen und im Labor auf Anthraknosetoleranz geprüft und die besten Lupinen als PreBreeding Material zur Verfügung gestellt. Mittels aktueller Genotypisierungsmethoden (GBS) werden mehrere tausend genomweite SNPs identifiziert. Über eine Assoziationsstudie (GWAS) werden SNPs in genomischen Bereichen detektiert, die signifikant mit Anthraknosetoleranz und anderen agronomischen Merkmalen korreliert sind und die Züchtung anthraknosetoleraner Weißer Lupinen über Marker gestützte Selektion ermöglichen. Das Projekt LUPISMART wird der Weißen Lupine über die Bereitstellung von Selektionsmarkern und ausgewähltem Zuchtmaterial zu einer Renaissance im Anbau heimischer Eiweißpflanzen verhelfen.
  • InnoLuteus

    Innovative Züchtungsstrategien zur Verbesserung der Anbauwürdigkeit der Gelben Lupine (Lupinus luteus) in Deutschland (Verbundvorhaben)

    Laufzeit: vom 01.04.2019 - 31.03.2022

    Projektträger: BMEL - FNR

    Förderkennzeichen: 22028716, 22036618, 22025818, 22026018, 22041018

    Ausführende Einrichtungen:
    Julius Kühn Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen (JKI-ZL, Koordination; Groß Lüsewitz); Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben (IPK); Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV); ESKUSA GmbH; Saatzucht Steinach GmbH & Co KG - Zuchtstation Bornhof

    Link: InnoLuteus Projektlink

    Gesamtziel des Vorhabens ist es, die Anbauwürdigkeit der in Deutschland kaum noch genutzten Gelben Lupine (Lupinus luteus) zu verbessern. Ihre Stärken zeigt sie durch ihre Anbaueignung auf mageren, sandigen Flächen, ihrer guten Trockentoleranz und ihrem hohen Proteingehalt. Durch züchtungsmethodische Ansätze, unter Berücksichtigung von (I) neuartigen Genvarianten und (II) bisher nicht genutzten genetischen Ressourcen kombiniert mit Entwicklung von innovativen, sequenzbasierten Markern kann eine deutliche Merkmalsoptimierung erzielt werden, und die Basis für einen zukünftigen Züchtungsfortschritt in der Gelben Lupine gebildet werden. Mit dem Vorhaben sollen Innovationsimpulse an die Pflanzenzüchtung gegeben werden.
  • LupiBreed

    Erhöhung der Ertragsstabilität und Ertragsleistung bei Süßlupinen als agrarökologisch wertvolle Eiweißpflanzen (Verbundprojekt)

    Laufzeit: vom 01.02.2015 - 28.02.2018

    Projektträger: BLE

    Förderkennzeichen: 2814EPS007, 2814EPS008,2814EPS009, 2814EPS010

    Ausführende Einrichtungen:
    Julius Kühn Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen (Projektkoordination), Institut für Stresstoleranz und Resistenzforschung, (Groß Lüsewitz); Saatzucht Steinach GmbH & Co KG - Zuchtstation Bornhof; Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben (IPK); Thünen-Institut Trenthorst

    Link: LupiBreed Projektlink

    Blaue Lupinen besitzen wegen ihrer langsamen Jugendentwicklung nur wenig Konkurrenzkraft gegenüber Unkräutern. Lupinensorten mit höherer Konkurrenzkraft könnten helfen, die Unkrautregulierung zu erleichtern. Wir wollen ein Prüfsystem erarbeiten, das die Unkraut unterdrückende Wirkung für Blaue Lupinen erfasst, bewertet und konkurrenzstarke Zuchtlinien identifizieren hilft. Im Frühjahr 2015 ist das Verbundprojekt „LupiBreed“ mit dem Ziel gestartet, die Produktivität der Blauen und Gelben Süßlupine im Hinblick auf Kornertrag, Ertragssicherheit und -stabilität sowie die Qualität ihrer Inhaltsstoffe züchterisch zu verbessern. Darüber hinaus soll die enge genetische Basis dieser Fruchtarten durch Einbeziehen pflanzengenetischer Ressourcen verbreitert werden, um ihr Potenzial für die züchterische Weiterentwicklung zu vergrößern. „LupiBreed“ ist ein Gemeinschaftsprojekt der Saatzucht Steinach, des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), des Thünen-Instituts für Ökologischen Landbau und des Julius Kühn-Instituts (Projektkoordination). In einem weiteren Arbeitspaket forschen wir am Thünen-Institut für Ökologischen Landbau in Trenthorst an vorbeugenden Optionen zur Unkrautregulierung und zur Optimierung des Gemengeanbaus. Dafür erfassen und bewerten wir die Konkurrenzkraft von Sorten bzw. neuen Züchtungslinien gegenüber Unkräutern und Mischungspartnern im Gemengeanbau. Ziel unserer Untersuchungen ist es, bereits bei der Züchtung stärker auf besondere Merkmale wie z. B. Frohwüchsigkeit, Blattmorphologie und Wuchstyp zu selektieren, die den vorbeugenden Pflanzenschutz stärken. So kann der Aufwand der Unkrautregulierung reduziert werden. In dreijährigen Parzellenversuchen prüfen wir die Konkurrenzkraft von Lupinen, indem wir sie gezielt mit verschiedenen Partnern in unterschiedlichen Saatdichten ausbringen. Hierdurch werden unterschiedlich starke Konkurrenzsituationen geschaffen, sodass wir daraus sowohl die unkrautunterdrückende Wirkung als auch die Eignung zum Gemengeanbau ableiten können. Im ersten Projektjahr 2015 haben wir die beiden Sorten der Blauen Lupine, Boruta (endständiger Typ) und Boregine (verzweigter Typ), in einem Parzellenversuch am Standort Trenthorst in einer dreifaktoriellen Blockanlage mit drei Feldwiederholungen angebaut. Als Partner bzw. künstliche Unkräuter fungierten die monokotylen Arten Weizen und Hafer sowie die dikotylen Arten Leindotter und ein Gemenge mit „künstlichen Unkräutern“ bestehend aus gleichen Anteilen Raps, Phacelia und Buchweizen. Zusätzlich drillten wir die vier Partner in jeweils vier Saatdichten, um möglichst viele unterschiedliche Konkurrenzsituationen zu schaffen. Als Kontrolle dienten Reinsaaten mit den jeweiligen Sorten der Blauen Lupine, die von Unkraut frei gehalten wurden, sodass eine Konkurrenz gegenüber Beikräutern ausgeschlossen war. Im zweiten und dritten Versuchsjahr werden wir die aus dem ersten Versuchsjahr erfolgversprechendsten Varianten und Saatdichten der Partner bzw. „künstlichen Unkräuter“ in dem Prüfsystem für acht ausgewählte Prebreeding-Linien testen, wobei die beiden Referenzsorten weitergeprüft werden. Zu verschiedenen Entwicklungsstadien (Sprossentwicklung, Blüte, Ernte) der Blauen Lupinen beproben wir die Versuchsparzellen. So beernten wir mittels Quadratmeterschnitten die oberirdische Biomasse, die getrennt nach Lupinen, Partnern und Unkraut quantifiziert wird. Ergänzend führen wir eine fachgerechte Beurteilung zur Pflanzenentwicklung, zum Deckungsgrad und zur Wuchshöhe sowie Messungen zur photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) durch.
  • LupiZAV

    Zuchtmaterialerstellung durch Erschließung und Selektion bisher nicht erfasster Anbau- und Verwertungsmerkmale in bisher nicht genutzten genetischen Ressourcen der Schmalblättrigen Lupine (Lupinus angustifolius L.) (Verbundvorhaben)

    Laufzeit: vom 26.05.2015 - 25.05.2018

    Projektträger: BLE

    Förderkennzeichen: 2814EPS036, 2814EPS037, 2814EPS038

    Ausführende Einrichtungen:
    ESKUSA GmbH; Westfälische Wilhelms Universität Münster (WWU); Universität Rostock - Professur für Bodenkunde

    Link: LupiZAV Projektlink

    An züchterisch bisher nicht genutzten, alkaloidreichen Genbankakzessionen des Vavilov Institutes der Pflanzenindustrie, St. Petersburg, sollen die Merkmalskomplexe Rhizodeposition und Methioningehalt evaluiert werden. Für diese Merkmale wird im aktuellen, bitterstoffarmen Zuchtmaterial keine ausreichende, züchterisch nutzbare Variabilität mehr gefunden. Es wird erwartet, dass die notwendige Variabilität in den alkaloidreichen Akzessionen noch vorhanden ist. Mittels Transkript-Profiling sollen hoch aktive Allele der Schlüsselgene des Methioninstoffwechsels identifiziert, sequenziert und einer Hoch-Durchsatz-fähigen, PCR-gestützten Selektion auf höhere Methioningehalte im Protein zugänglich gemacht werden. Mittels Pyro-FeldIonisation-MassenSpektrometrie der Rhizodeposite sollen Genotypen mit erhöhtem Wurzelexsudat-Ausscheidungsvermögen identifiziert werden. Forscher der ESKUSA GmbH, der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und der Universität Rostock haben an züchterisch bisher nicht genutzten, alkaloidreichen Genbankakzessionen der Schmalblättrigen Lupine des Vavilov Institutes der Pflanzenindustrie, St. Petersburg, neben agronomischen Merkmalen die Merkmalskomplexe Rhizodeposition und Methioningehalt evaluiert. Für folgende agronomisch wichtige Merkmale konnte im untersuchten Material eine erhebliche Variabilität gefunden werden, die weit über die in Blauen Süßlupinen noch gefundene Streuung hinaus geht: Kornertrag, Kornform, Grünmasseleistung, Rohproteingehalt, Boden-pH-Toleranz, sichere und synchrone Abreife der Hülsen, synchrone Laub- und Strohreife, Standfestigkeit, Platzfestigkeit, Resistenz gegenüber Anthraknose und Verticillium, Kornform. Die gefundene Variabilität gilt es jetzt züchterisch zu nutzen und die positiven Merkmalseigenschaften in neuen Sorten zu kombinieren.
  • Züchterische Evaluierung der Andenlupine (L. mutabilis) im Vergleich zur Weißen (L. albus) und zur Blauen Lupine (L. angustifolius) für die Bioenergienutzung

    Laufzeit: vom 01.03.2014 - 28.02.2017

    Projektträger: FNR

    Förderkennzeichen: 22402111, 11EKF021

    Ausführende Einrichtungen:
    Julius Kühn Institut - Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen (JKI-ZL); Julius Kühn Institut - Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde (JKI-Pb); Universität Rostock;

    Link: Projektlink

    Lupinen könnten dank der mit ihrem Anbau verbundenen ökosystemaren Leistungen als ergänzende Kulturarten zum derzeit dominierenden Mais einen wertvollen Beitrag zur Fruchtfolgediversifizierung im Rahmen der Biomasseproduktion leisten. Im Vorhaben soll das Potenzial der Andenlupine zur bioenergetischen Nutzung im Vergleich zur Weißen Lupine und Blauen Lupine erfasst und beurteilt werden. Neben Sorten der Andenlupine und der Weißen Lupine sollen auch am JKI erzeugte massewüchsige Prebreeding-Linien der Blauen Lupine in ihren Biomasse-Leistungspotenzialen untersucht werden. Zur Einschätzung der Eignung der untersuchten Materialgruppen für eine Haupt- oder Zweitfruchtnutzung (z. B. nach Grünschnittroggen) sollen die Versuche in zwei unterschiedlichen Aussaatzeitvarianten angelegt werden. In Feldprüfungen soll das gesamte Material zusätzlich zur Einschätzung seiner Anfälligkeit gegen die bedeutendste Lupinenkrankheit in Deutschland, nämlich die Anthraknose, getestet werden. Um ein genetisch möglichst diverses Pflanzenmaterial einbeziehen zu können, wird neben Material mit Sortenstatus eine Palette an pflanzengenetischen Ressourcen von L. mutabilis einer Feldevaluierung unterzogen, um ggf. massewüchsige Typen zu identifizieren und vergleichend mit den übrigen Prüfgliedern auf Biomasseleistung zu prüfen. Neben klassischen Ertragsmerkmalen wie Biomasseertrag und Gesamttrockenmasseertrag sollen auch qualitätsorientierte Parameter wie Biogas- und Methanausbeute sowie bedeutsame Inhaltsstoffe beurteilt werden. Das Vorhaben kann durch die Erschließung alternativer Kulturpflanzen einen wichtigen Beitrag zu neuen, vielfältigeren Energiefruchtfolgen, zu höherer Vielfalt in der Agrarlandschaft und zur nachhaltigen Energiebereitstellung leisten. Dies würde zu neuen, den Saatgutsektor befördernden Impulsen führen. Das Forschungsprojekt vergleicht Herkünfte der Andenlupine mit Weißer und Blauer Lupine bezüglich ihrer Effizienz in der Nutzung als erneuerbare Energieträger. Ein weiteres Anliegen des Vorhabens ist die Erhöhung der Kulturpflanzendiversität in der Landwirtschaft. Im Jahr 2015 wurden an 3 agrarökologisch divergenten Orten in Deutschland Prüfungen zum Gasamttrockenmasseertrag angelegt. Zur Prüfung der Hauptfrucht- und Zweitfruchteignung wurden 2 Aussaattermine verwendet. Zur exakten Beurteilung des Biomassepotenzials wurden die Prüfglieder jeweils bei Erreichen eines definierten Entwicklungsstadiums beerntet. Die mittleren Gesamttrockenmasseerträge fielen an allen 3 Standorten in den Versuchen mit einer ortsüblich frühen Aussaat höher aus als in den Versuchen mit einem späten Aussaattermin (Zieltermin 15.05.2014). Sowohl die höchsten mittleren Erträge der Gesamtversuche als auch die höchsten Maximalerträge wurden am Standort Groß Lüsewitz erreicht. ln der Serienverrechnung der Leistungsprüfungen über die ersten beiden Projektjahre wurden mit einem Prüfglied von L. mutabi/is im Mittel mit 160,0 dt/ha und 162,1 dt/ha in Aussaatvariante 1 bzw. 2 die höchsten Gesamttrockenmasseerträge (GTM) erreicht. Weitere Prüfglieder von L. albus erzielten in Aussaatvariante 1 und 2 mittlere GTM-Erträge von 90 bzw. 100 dt/ha. Der ermittelte Trockensubstanzgehalt (TS-Gehalt) zum Schnittzeitpunkt lag bei Aussaatvariante 1 zwischen 19,8% und 35,6 %. Die Batchversuche mit Biomasse des Anbaus 2014 ergab für leistungsstärkste Anden- und Weiße Lupine Methanerträge von 3804 bzw. 3038 Nm3 / ha. Zur Selektion massewüchsiger Formen der Andenlupine wurden 2015 am JKI 43 Akzessionen im Feld getestet. Fünf hierbei selektierte PGR mit vielversprechendem Biomassepotential sowie weitere 14 im Vorjahr selektierte PGR wurden während des europäischen Winters in Chile zur Produktion von Leistungsprüfungssaatgut für 2016 vermehrt. Anfang April 2015 wurden diese Prüfungen mit den 10 besten Prüfgliedern aus den Jahren 2014 und 2015 sowie 15 der selektierten PGR der Andenlupine an den 3 Standorten angelegt.