Forschungs- und Innovationsprojekt
Prüfung und Entwicklung von Sojabohnenzuchtmaterial für die Fütterung
Prüfung und Entwicklung von Sojabohnenzuchtmaterial für die Fütterung mit dem Ziel der Implementierung mittelständischer Züchtungsaktivitäten unter besonderer Berücksichtigung der Merkmale Frühzeitigkeit, Kühletoleranz und Proteinertrag
Um die heimische Eiweißversorgung, insbesondere in der ökologischen Erzeugung von Schweine- und Geflügelfutter zu sichern muss der Sojabohnenanbau in Süddeutschland ausgeweitet werden. Ebenso spricht die in Deutschland und Europa zunehmende Nachfrage nach gentechnikfreien Sojaprodukten für den Aufbau und die Ausweitung nationaler Züchtungsaktivitäten zur Entwicklung ertragreicher und qualitativ hochwertiger heimischer Sojabohnensorten. Dieses Forschungsvorhaben soll helfen, die Grundlagen für eine leistungsfähige Soja-Sortenentwicklung in Deutschland durch die Optimierung der Züchtungs- und Selektionsmethodik unter dem Einsatz züchtungstechnischer als auch molekulargenetischer Verfahren zu schaffen.
Ziele
Mit dem Projekt soll dem politischem Ziel der Förderung und Ausweitung des Anbaus und der Produktion von gentechnikfreien heimischen Eiweißfuttermitteln im Rahmen der Eiweißinitiative Rechnung getragen werden. Um dies zu erreichen, muss bei Soja die bestehende Lücke zwischen Züchtungsforschung und Sortenpraxis geschlossen werden, um auch bayerischen Züchtern den Einstieg in die Sojazüchtung zu erleichtern.
Im Projekt sollen deshalb Züchtungsmethoden und molekularbiologische und analytische Verfahren zu Verfügung gestellt werden, um Sorten mit hohem Proteinertrag und guter Qualität für die Tierfütterung entwickeln zu können. Konkret ergeben sich folgende Punkte:
- Optimierung des Kreuzungserfolges
- Selektion auf kältetolerante Genotypen unter kontrollierten Bedingungen
- Anpassung des Zuchtmaterials an deutsche Anbauregionen
- Erweiterung der genetischen Basis im Zuchtmaterial
- Nutzung molekulargenetischer Ansätze im Hinblick auf eine beschleunigte Entwicklung angepassten Sortenmaterials
Material und Methoden
Pflanzenmaterial zu Projektbeginn
- Nachkommenschaften (F5) aus diallelen Kreuzungen von 11 Herkünften (LfL)
- Nachkommenschaften (F6) aus Kreuzungen weiterer Herkünfte (Vermehrungsanbau bereits 2014, LSA Uni Hohenheim)
- Genbankherkünfte mit Ursprungsland Kanada, Korea, Japan und China
Als Sortenmaterial für die Kreuzungen werden hauptsächlich frühe (00) bis sehr frühe Sorten (000) aus Deutschland, Österreich, der Schweiz und Kanada verwendet. Die Zwischenvermehrung findet z.T. bei einem Servicepartner in Costa Rica statt.
Molekulare Analysen
- DNA-Konservierung und Isolierung mittels FTA-Karten
- Kreuzungsnachweis mit Microsatelitenmarkern
- Nutzung von Hochdruchsatztechnologien wie Fluidigm und Illumina zur Genotypisierung
- Clusteranalyse zur Bestimmung der Struktur und genetischen Diversität
- Assoziationsstudie zur Bestimmung züchtungsrelevanter Genomregionen für erwünschte Sortenmerkmale
- Nutzung publizierter Marker für züchtungsrelevante Kandidatengene im vorliegenden Zuchtmaterial
Ergebnisse
Das parallel beobachtete Genbankmaterial zeigt eine große Variation in züchtungsrelevanten Merkmalen, wie Blühbeginn, Blühdauer, Abreife, Wuchstyp, Blattform und Hülsengröße, die von Interesse für Einkreuzungen in bestehendes Zuchtmaterial ist. Die ersten Akzessionen waren in beiden Jahren bereits Ende August komplett abgereift, wohingegen andere zu diesem Termin mit der generativen Phase erst begonnen haben. Bisher wurden insgesamt 310 Genbank-Akzessionen dreier Genbanken (D, USA, CA) evaluiert.
Wie geht es weiter?
Bayerische Pflanzenzuchtgesellschaft eG & Co KG (BPZ) - BayPMuc
Ausführlicher Bericht zu allen bearbeiteten Arbeitspaketen im Projekt über 77 Seiten (4MB) abrufbar über Organic Eprints
Präsentationsbeitrag Soja-Tagung 2018 im Rahmen des bundesweiten Soja-Netzwerks am 23.-24. Oktober in Würzburg: "Status quo der Sojabohnenzüchtung in Deutschland - aus bayerischer Sicht".
- Gesamter Tagungsband und Präsentationsfolien werden demnächst auf der Seite Sojaförderrings veröffentlicht (Textbeitrag zur Präsentation siehe Tagungsband S.9-13)
- Vortrag „Status quo der Soja-Züchtung in Deutschland“, C. Riedel, LfL
- Vortrag „Herausforderungen und Chancen der Soja-Züchtung“, P. Greif, Saatzucht Streng-Engelen
Posterbeitrag Soja-Tagung 2017 im Rahmen des bundesweiten Soja-Netzwerks am 06.-07. Dezember in Rastatt: "Verbundprojekt zur Züchtung von Sojabohnen für die Fütterung in Süddeutschland".
Präsentationsbeitrag im Rahmen des BLE Kongress "Hülsenfrüchte - Wegweiser für eine nachhaltigere Landwirtschaft" am 03. November 2016 in Berlin: "Prüfung und Entwicklung von Sojabohnenzuchtmaterial für die Fütterung."
Gesamter Tagungsband des Kongress (pdf mit 9MB; Projektbeitrag zu finden auf S.12-14)
Posterbeitrag Soja-Tagung 2015 im Rahmen des bundesweiten Soja-Netzwerks am 26.-27. November 2015 in Freising: "Prüfung und Entwicklung von Sojabohnenzuchtmaterial für die Fütterung"
Fotos zur Sojabohne
Projektinformation
Projektleitung: Dr. J. Eder (Arbeitsbereich IPZ 4a: Körner- und Silomais)
Projektbearbeitung: Dr. C. Riedel (4a), Dr. B. Büttner (IPZ 1b: Genomanalysen, Genquellen), Dr. G. Schwertfirm (1b), S. Gellan (4a), A. Jestadt (1b)
Laufzeit: April 2015 bis März 2018; Verlängerung bis Mai 2018
Finanzierung: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Förderkennzeichen: 14EPS028
Projektpartner:
Kreuzungstechnik für Soja und Lupine
Das Projekt befasst sich mit der Etablierung der Kreuzungstechnik bei Soja und Lupine und mit Möglichkeiten durch Steuerung der Einflussparameter auf die Blütenentwicklung den Kreuzungsansatz zu erhöhen. Mehr
Markerbasierte Kreuzungspläne bei Soja
Im Rahmen der Eiweißinitiative Bayerns wurde an der LfL seit 2014 ein umfangreiches Sortiment von Genbankakzessionen angebaut und unter heimischen Anbaubedingungen bewertet. Stammbaumanalysen basierend auf molekularen Daten haben gezeigt, dass der derzeit im Praxisanbau befindliche Soja-Sortenpool zwar gute Ertragsleistungen zeigt, jedoch genetisch extrem eng ist. Mehr
Genomanalyse und markergestützte Pflanzenzüchtung
Die moderne Biotechnologie erlaubt der Pflanzenzüchtung einen Blick tief ins Innere der Pflanze. In Kombination mit der Pflanzenzüchtung gelingt es ihr auf die stetigen Herausforderungen der Landwirtschaft wie Klimawandel, Ernährungssicherung, Allergien oder Eiweißqualität eine wirkungsvolle Antwort zu finden. Mehr
Markeranalysen für den Blühzeitunkt bei Soja
Die Blütenausbildung bei Soja ist ein sehr komplexes Wechselspiel von Genen und Effektoren die über Tageslänge, Entwicklungszustand, Temperatur und Phytohormone gesteuert werden. Für die Allele der drei Hauptgene E1, E3 und E4 konnten molekulare Marker entwickelt und Genbank- wie Sortenmaterial untersucht werden. Mehr
Genpoolanalysen von Mais und Soja für Bayern - Teilprojekt Soja
Das Teilprojekt „Genpoolanalyse Soja“ verfolgt die genetische Beschreibung des an der LfL seit 2014 angebauten Genbankmaterials im Vergleich zum aktuelle Sojasortensortiment. Die Entwicklung von regional adaptiertem Pre-breeding Material ist das Ziel, hierbei werden molekulare Analysen und klassische Züchtung Hand in Hand bis zur Abgabe von wertvollem Zuchtmaterial zielorientiert umgesetzt. Mehr