Züchtung von Sojabohne und Weißer Lupine

Die Züchtungsarbeit in der Sojabohne (Glycine max) wurde 2014 mit einem grundlegenden Projekt mit bayerischen Züchtern an der LfL wieder aufgenommen. Seitdem wurden Zuchtprogramme auf- und ausgebaut sowie eine gemeinsame Kreuzungsplanung, mehrortige Austauschprüfungen und die Abgabe von LfL-Zuchtstämmen über die Bayerische Pflanzenzuchtgesellschaft (BPZ) an die bayerischen Züchter etabliert. Diese Zusammenarbeit konzentrierte sich auf die Basismerkmale Kornertrag, Frühreife und Proteingehalt und läuft auch nach Projektabschluss weiter. Die zunehmende Anzahl an Sorten­anmeldungen zeigt den Erfolg.
Mit der wachsenden Anbaufläche (Verzehnfachung von 2012 bis 2022) von Sojabohnen in Bayern zeigen sich die Heraus­forderungen der Kultur und steigen die Ansprüche an die Sorten. Vorrangig in Forschungsprojekten mit Züchtern und anderen Forschungs­einrichtungen wird wissenschaftlich an der Verbesserung aktuell oder zukünftig relevanter Merkmale gearbeitet und PreBreeding-Material als Ausgangspunkt für die Sortenzüchtung entwickelt.

Als heimische Eiweißpflanze sind als Sommerkultur Lupinen schon länger im Anbau – allerdings in Form der schmalblättrigen Blauen Lupine fast hauptsächlich in Mittel- und Norddeutschland. Nach der Züchtung erster Anthraknose-toleranter Sorten 2019 konnte sich die Weiße Lupine (Lupinus albus) mit einem kleinen Anbauumfang in Bayern etablieren und ihr Ertragspotential zeigen.
Aufgrund der geringeren Wissensbasis zu Züchtung und Genomik national und international sowie der Notwendigkeit einer geschützten Vermehrung (Fremdbefruchtung) mussten zum Einstieg in die LfL-Züchtungsarbeit bei Weißer Lupine 2018 zunächst die Grundlagen in Form eines Genpools, einer Sortenbeschreibung und der Etablierung einer DNA-Analyse­methode geschaffen werden. Inzwischen existiert eine gute Datenbasis, mit der vorrangig an der Verbesserung der Anthraknose­toleranz und der Stabilisierung der Alkaloidgehalte gearbeitet wird. Mittelfristiges Ziel ist es, genauso wie bei der Sojabohne, PreBreeding-Material und LfL-Zuchtstämme mit verbesserten an Bayern angepassten Eigenschaften zu erarbeiten und die Züchtung der Weißen Lupine bei bayerischen Züchtern zu etablieren.

Zusammenarbeit mit IPZ-Arbeitsbereich Genomananalyse: Genomanalyse und markergestützte Pflanzenzüchtung

Austausch mit IPZ-Arbeitsbereich Pflanzenbausysteme bei Öl- und Eiweißpflanzen, insbesondere zum Bereich Sortenversuche bei Sojabohne und Weißer Lupine

Austausch mit Arbeitsbereich Leguminosen im Ökologischen Landbau des Instituts für Agrarökologie und Biologischen Landbau (IAB)

Externe nationale und internationale Kooperationen über Forschungsprojekte.

Die Weiße Lupine ist als Leguminose eine wertvolle Kultur auf dem Acker und bietet hochwertiges Eiweiß für die Ernährung von Tier und Mensch. Die Körner enthalten ungünstige Bitterstoffe in schwankenden Mengen, welche zunehmend zur Herausforderung bei der Verwertung werden. Im Forschungsprojekt BitterSweet sollen Einflussfaktoren von Umwelt und Genetik identifiziert und Lösungs­grundlagen erarbeitet werden.

Mit dem Vorhaben soll zum einen der Zuchtgang und damit die Sortenentwicklung mit Hilfe von markergestützter Selektion auf die Adaptationsmerkmale frühe Blüte und Reife sowie Kühletoleranz beschleunigt und der Rohproteingehalt möglichst ohne Ertragseinbußen gesteigert werden. Hierzu werden vorhandene DNA-basierte Markerinformationen genutzt, um aus gezielten Kreuzungen Linien mit vorteilhaften Allel­kombinationen zu identifizieren. In mehrortigen und mehrjährigen Feldversuchen werden die mit Markern selektierten Linien auf die genannten Merkmale geprüft, um die eingesetzten SNP-Marker zu validieren und das Anbaupotenzial der Zuchtstämme außerhalb der Anbau­gunstflächen abzuschätzen.
Zum anderen sollen mittels genomweiter Assoziationsstudien am MAS-Sortiment DNA-Sequenz­variationen aufgedeckt werden, die einerseits mit Trockenstress, andererseits mit der Proteinverdaulichkeit (Trypsininhibitoren) in Verbindung stehen. Die identifizierten SNPs sollen anschließend in den markergestützten Zuchtprozess Eingang finden.