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Startseite > Pflanzenzüchtung

Ziel der '''Pflanzenzüchtung''' ist bei der die genetische Veränderung von zur Verbesserung biologischer und ökonomischer Eigenschaften. Die Erhaltung und Manifestierung dieser genetischen Veränderungen erfolgt mit Hilfe der . Pflanzenzüchtung beruht auf Pflanzenauslese, Saatgutbehandlung oder mit nachfolgender von Tochterpflanzen für den nächsten Züchtungszyklus und der anschließenden Vermehrung als Saatgut einer neuen Pflanzensorte ().

Ziele

Ziele der Pflanzenzucht bei n­ sind vor allem:

• • Steigerung der Produktivität der Pflanzen zur Erhöhung der Flächenerträge
  • Züchtung von ?Low-input?-Pflanzen für die effiziente Gewinnung von Bioenergie und ökonomische Nutzung in Lagen mit geringeren Erträgen
• Qualitätsverbesserung
  • unerwünschter Inhaltsstoffe (z. B. Bitterstoffe und giftige Inhaltsstoffe wie im )
  • Verminderung von Allergenen (z. B. Gluten in Weizen)
  • Verbesserung des Geschmacks, der Inhaltsstoffe und der Haltbarkeit (v. a. Obst und Gemüse)
  • Verbesserung der Zusammensetzung der Fettsäuren (, ) für die Nutzung als Nahrungsmittel oder die technische Nutzung als
  • Verbesserung der Zusammensetzung der ­ bsp. bei n und für technische Anwendungen ()
  • Steigerung des Vitamingehalts (z. B. Vitamin E in Rapsöl)
  • Erhöhung der Wertigkeit von Eiweißen in Futterpflanzen
  • Verbesserung struktureller Komponenten (z. B. Faserqualitäten bei und )
• Umwelttoleranzen/-resistenzen
  • Anpassung an neue Umgebungssituationen (Kältetoleranz, Salztoleranz, Trockentoleranz)
  • höhere Schädlingsen, -toleranzen und Krankheitsresistenzen

Bei n liegt die Gewichtung ebenfalls in der Verbesserung der Schädlings- und Krankheitsresistenzen, aber vor allem auf der Selektion farblich oder morphologisch besonders ansprechender Merkmale. Letztere haben auch eine wesentliche Bedeutung bei zu vermarktendem Gemüse (, u. a.).

Bei n liegt die Gewichtung, neben der Verbesserung der Schädlingstoleranz und Krankheitsresistenzen, vor allem auf der Selektion zur Steigerung des Gehalts an wirksamen Inhaltsstoffen für die Erzeugung von und .

Klassische Züchtungsmethoden

Auslese- oder Selektionszüchtung

Die Auslesezüchtung ist die älteste Form der Pflanzenzüchtung. Bereits vor ca. 12.000 Jahren begannen die Menschen, aus Wildgetreidearten bei wiederholtem Anbau die ertragreichsten Pflanzen auszuwählen und gezielt weiter zu vermehren. Man beginnt mit dem Anbau von Genotypengemischen (vorhandene genetische Linien, auch Wildpflanzen). Aus dem Ausgangsbestand wird durch gemeinsame Abblüte Saatgut erzeugt, aus den daraus hervorgehenden Pflanzen werden die Individuen mit vorteilhaften Eigenschaften ausgewählt (Zuchtwahl, Massenauslese). Oft folgt eine erneute gemeinsame Abblüte dieser Pflanzen.
Schließlich werden Saaten der besten Pflanzen isoliert vermehrt. Nach mehrfacher Wiederholung des Vorgangs und weiterer Auslese bleiben in Bezug auf das zu selektierende Merkmal fast reinerbige (e) Pflanzen mit den gewünschten Eigenschaften übrig.

Bei der Auslesezüchtung unterscheidet man zwischen negativer und positiver Massenauslese. Bei der negativen Massenauslese werden Pflanzen, die dem Zuchtziel nicht entsprechen, von der weiteren Vermehrung ausgeschlossen. Sie kommt vor allem bei der Erhaltungszüchtung zum Einsatz, bei der einmal erreichte Eigenschaften bei der weiteren Vermehrung der Sorte erhalten werden sollen. Bei der positiven Massenauslese werden dagegen für die Vermehrung diejenigen Individuen ausgewählt, die dem Zuchtziel am besten entsprechen. Häufig wird in der Praxis eine Kombination aus positiver und negativer Auslese angewendet.

Der Übergang zwischen der Selektions- und der Kombinationszüchtung ist fließend. Bei , wie z. B. , oder sind statt der gemeinsamen freien Abblüte auch Kreuzungen von Hand erforderlich. Sind geeignete Pflanzen erzeugt worden, führt dieses Verfahren dann schnell zum Zuchtziel.

Statt der gemeinsamen freien Abblüte kann auch bei , wie z. B. Roggen oder Mais, eine manuelle Befruchtung der vorgenommen werden. Später werden nur Saaten von Pflanzen mit bestem Ertrag und/oder bester Qualität weiterverwendet.

Die Auslesezüchtung ist eine einfache Möglichkeit der Züchtung neuere Pflanzensorten. Da aber stets zahlreiche Generationen notwendig sind, ist sie sehr langwierig.

Kombinationszüchtung

Die Kombinationszüchtung ist eine Kreuzung verschiedener .

In Deutschland gibt es ca. 90 Zuchtprogramme für landwirtschaftliche Kulturarten (z. B. Raps, Weizen, Mais, Zuckerrübe etc.). Beim in Hannover waren im Jahr 2004 mehr als 2700 verschiedene Sorten eingetragen.

Heterosiszüchtung

In der Heterosiszüchtung werden bei (Mais, Roggen?) in mehrjähriger Züchtung aus Ausgangspflanzen nahezu n gezüchtet. Kreuzt man zwei solche Linien, tritt bei der F1-Generation oft eine auffallende Mehrleistung gegenüber der Elternformen auf. Dies nennt man ?? ( der e). Bei Getreide kann man u. a. einen höheren Kornertrag erzüchten, bei anderen Pflanzen und bei Tieren vor allem eine höhere vor Krankheiten und bei Hühnern bessere Legeleistung.

Bei Nachkommen der F1-Generation (F2, ?) treten wieder die weniger guten Eigenschaften der Inzuchtlinien auf, da sie genetisch entsprechend der (Mendel) aufspalten. Die vorteilhaften Eigenschaften treten also nur in der F1-Generation auf.

Hybridzüchtung

Die Hybridzüchtung ist ein Beispiel für Heterosiszüchtung, zur Erzielung einer hohen markt- oder betriebsgerechten pflanzlichen Produktion durch Bastardwüchsigkeit. So werden bei der Hybridzüchtung geeignete, gesondert gezüchtete Inzuchtlinien einmalig miteinander gekreuzt (Einfachhybride). Die Nachkommen der ersten Generation (F1) einer solchen Kreuzung haben gegenüber der Elterngeneration ein üppigeres Wachstum (), daher wird durch ihre Kreuzung eine gesteigerte Leistung erzielt. Zudem findet eine Kombination der gewünschten Eigenschaft der Ausgangs-Inzuchtlinien statt.

Für den bedeutet dies jedoch, dass das Saatgut jedes Jahr wieder neu bezogen werden muss, wenn er den Ertragsvorteil gegenüber Nicht-Hybriden weiterhin erhalten will, da der Heterosiseffekt nur in der F1-Generation auftritt und danach wieder verloren geht. Während Landwirte in Industrieländern meist diese Strategie fahren, verwenden Bauern in Entwicklungsländern häufiger Nachkommen von n (''recyclen''), wenn diese trotz Verlust des Heterosiseffekts noch bessere Eigenschaften als traditionelles Saatgut aufweisen.

Bei werden in einigen Fällen zu Hybridsaatgut 10 % Populationssaatgut zur Sicherstellung der Bestäubung beigemischt.

Mutationszüchtung

Bei der Mutationszüchtung werden Samen , allerdings ist fragwürdig, ob noch von natürlicher Mutation gesprochen werden kann, wenn diese durch Bestrahlung, wie in der Mutationszüchtung üblich, hervorgerufen wird.

Präzisionszucht

Die Präzisionszucht ist eine Weiterentwicklung der klassischen Kreuzungszucht. Bei der Auswahl der Pflanzen, die miteinander gekreuzt werden, wird nicht mehr nur auf äußere Merkmale abgestellt, sondern das Erbgut wird genau analysiert, um danach die passenden Kreuzungspartner auszuwählen.

Damit wird die Züchtung neuer Sorten erheblich beschleunigt, da man keine langwierigen Anbauversuche braucht, um z. B. festzustellen, ob eine Pflanze resistent ist gegen Mehltaubefall. Da man die entsprechenden Gene kennt, lässt sich durch eine Gen-Analyse feststellen, ob die Eigenschaft bei der Kreuzung vererbt wurde.

Züchtung mit Hilfe der Gentechnik

Mit Hilfe der können gezielt bestimmte Eigenschaften (z. B. Krankheitsresistenzen, verbesserte Vitamingehalte etc.) in Pflanzen übertragen werden, die durch klassische Züchtung nur schwer (z. B. nur sehr langfristig) oder gar nicht übertragbar sind.

Gentechnischer in Pflanzen geschieht durch '''' oder durch Übertragung von DNA mit Hilfe sog. n. Das ''Agrobacterium tumefaciens'' besitzt ein (TI = Inducing), in das das gewünschte Gen, das in die Pflanze übertragen werden soll, integriert wird. Das Agrobacterium tumefaciens kann die Pflanze an entsprechenden Wundstellen infizieren und das Gen in das Genom der Pflanzenzelle übertragen. Bei der Übertragung von DNA mit der ?Particle Gun? wird die zu übertragende DNA an Gold- oder Wolframpartikel gebunden. Diese Partikel werden mit einer großen Geschwindigkeit auf Pflanzengewebe/Zellen geschleudert, so dass sie in die Zellen eindringen, ohne sie zu zerstören. In den Zellen löst sich die an die Partikel gebundene DNA und kann sich in das Genom der Pflanzenzelle integrieren.

Als neustes Werkzeug wird auch das in der Pflanzenzüchtung angewendet. Sie hat sich innerhalb von kurzer Zeit weltweit bei der Erforschung und Entwicklung von Pflanzensorten etabliert. Bereits 2018 waren rund 100 Anwendungen von Genom-Editierung mit potenzieller Marktrelevanz in 28 Kulturpflanzenarten beschrieben.<ref name=":0"></ref>

Lizenzfreie Züchtung

Die setzt sich dafür ein, dass Nutzer die Möglichkeit haben, Pflanzen selbst zu vermehren und deren Saatgut weiter nutzen zu können.

Bedeutende Pflanzenzüchter (Auswahl)

Deutschland

• (1842?1903), Pionier der deutschen Getreide- und Zuckerrübenzüchtung, züchtete aus Weizen und Roggen
• (1849?1924), züchtete einen leistungsstarken Roggentyp
• (1859?1931), Züchter von Futterrüben, Getreide, Kartoffeln
• (1863?1952), Staudenzüchtungen
• (1866?1942), Kartoffelzüchter
• (1874?1970), züchtete neue Sorten von Rittersporn, Astern und Gräsern
• (1880?1953), züchtete ertragsstarke Weizensorten
• (1880?1954), züchtete neue Weizensorten
• (1883?1974), Dahlienzüchter
• (1898?1985), Erdbeer- und Gemüsezüchter
• (1900?1983), Entwickler bitterstofffreier pflanzen am
• (1898?1976), Züchter von Getreide, Hülsenfrüchten, Futterpflanzen; Direktor des Instituts für Pflanzenzüchtung und Gründungsrektor der Hochschule für Landwirtschaft Bernburg (Saale)
• (1905?1999), Lehrstuhl für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung an Justus-Liebig-Hochschule in Gießen
• (1913?2006), Direktor des Instituts für Pflanzenzüchtung mit Landessaatzuchtanstalt der Universität Hohenheim in Stuttgart
• (1916?1986), Züchter bei verschiedenen Gemüsearten
• (1918?2010), Mitherausgeber eines Lehrbuchs der Züchtung landwirtschaftlicher Kulturpflanzen
• (1924?1998), Genetiker und Pflanzenzüchter
• (1925?2020), forschte an Getreidesorten und Resistenzzüchtungen
• (1925?2018), Zierpflanzenzüchter
• (1926?2013), International anerkannter Maiszüchter
• (* 1929), wichtiger Raps-Züchter
• (1930?2004), Rhododendron-Züchter
• (* 1946), Getreide- und Rapszüchter

Andere Länder

• (1822?1884), Mähren (damals )
• (1849?1926), USA
• (1855?1935), Russland
• (1871?1962), Österreich
• (1914?2009), USA
• (1939?2019), Österreich

Literatur

• Heiko Becker: ''Pflanzenzüchtung'' 3. Auflage. Ulmer, Stuttgart, 2019. ISBN 978-3-8252-1744-0. (Serie UTB Uni-Taschenbücher, Band 1744).
• Wulf Diepenbrock, Jens Léon, Frank Ellmer: ''Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Grundwissen Bachelor.'' Ulmer, 2005, ISBN 978-3-8252-2629-9. (UTB Uni-Taschenbücher, Band 2629)

Weblinks

• , www.pflanzenforschung.de

Einzelnachweise

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Pflanzenzüchtung aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. Der Artikel kann hier bearbeitet werden.