Auslese und Charakterisierung von hochwertigem Vermehrungsgut bei Rot-Eiche (Quercus rubra L.) unter Berücksichtigung der Trockenstresstoleranz

In diesem Projekt werden die Genetik der Rot-Eiche erforscht und die Voraussetzungen für die verbesserte Versorgung mit Vermehrungsgut geschaffen. Das Vorhaben besteht aus zwei Teilverbünden mit sieben Projektpartnern. Das Referat Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung des Staatsbetriebes Sachsenforst ist Partner im Teilverbund B.

Laufzeit: 2021 bis 2024

Teilvorhaben A

• Georg-August-Universität Göttingen, Forstgenetik (UGOE-FG)
• Georg-August-Universität Göttingen, Biochemie der Pflanze (UGOE-BP)
• Thünen-Institut für Forstgenetik (Thünen)

Teilvorhaben B

• Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) Baden-Württemberg
• Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA)
• Landeskompetenzzentrum Forst Eberswalde (LFE)
• Staatsbetrieb Sachsenforst (SBS)

Gesamtkoordination

• Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) Baden-Württemberg

Im Teilverbund A „Charakterisierung der genetischen Basis von Wuchsleistung und Trockenstresstoleranz bei Rot-Eiche“ geht es um die Erforschung der genetischen Basis von Wachstumsleistung und Trockenstresstoleranz mithilfe einer genomweiten Assoziationsstudie. Sie soll die Grundlage für die Kartierung dieser Merkmale und die Untersuchung von genetischen Korrelationen zwischen ihnen bilden. Dazu werden Wachstums- und Qualitätsparameter von Bäumen in einem Herkunftsversuch erfasst.

Durch die Analyse von Nachkommenschaften im Gewächshaus unter kontrollierten Bedingungen sollen speziell solche Marker für Trockenstresstoleranz identifiziert und verifiziert werden, die Anpassungsprozesse ermöglichen und regulieren. Außerdem ist die Auslese und Vermehrung von Plusbäumen in einem Herkunftsversuch für die Anlage einer Samenplantage geplant.

Der Teilverbund B „Auslese und Züchtung zur Erzeugung von hochwertigem und anpassungsfähigem Vermehrungsgut der Rot-Eiche (Quercus rubra L.)“ konzentriert sich auf die zukünftige Bereitstellung von hochwertigem und anpassungsfähigem Saatgut der Rot-Eiche, die eine Option als Ergänzung der heutigen durch den Klimawandel beeinträchtigten Hauptbaumarten darstellen könnte.

Der Ursprung der Rot-Eichen Bestände in Europa ist meist unbekannt - eine nennenswerte züchterische Bearbeitung der Art ist noch nicht erfolgt. Im Projekt wird deshalb mit in Deutschland bereits etablierten Beständen und – wo vorhanden - Versuchsflächen gearbeitet, statt neue Herkunftsversuche mit Material aus dem Ursprungsgebiet in Nordamerika anzulegen. Dafür werden zunächst Zuchtzonen nach biogeografischen Kriterien definiert. Plusbäume mit herausragenden phänotypischen Merkmalen werden ausgewählt, vermehrt und genetisch charakterisiert. Aus der Untersuchung des Wuchsverhaltens, von phänologischen und Trockenstress-Merkmalen ihrer frei abgeblühten Nachkommen sind Erkenntnisse über anpassungsrelevante Eigenschaften zu erwarten. Um diese Erkenntnisse in der Praxis prüfen zu können, werden Nachkommenschaftsprüfungen geplant und angelegt. Sie sollen so gestaltet sein, dass sie langfristig in Sämlingssamenplantagen für die Erzeugung von hochwertigem Vermehrungsgut überführt werden können.

Zwischen den Projektpartnern und Teilverbünden wird es viele Verknüpfungen geben, sei es durch die gemeinsame Nutzung von Untersuchungsmaterial oder den Austausch von Informationen und Teilergebnissen. Die Ergebnisse sollen gemeinsam innerhalb des Projektverbundes publiziert werden. Zur Information der Öffentlichkeit ist unter anderem eine eigene Website geplant. Im letzten Projektjahr wird eine Kooperation mit interessierten Forstleuten zum Austausch über Praxiserfahrungen mit der Rot-Eiche und über Chancen und Risiken, ebenso wie zum Wissenstransfer aus der Projekt in die Praxis angestrebt.

Die Projekt-Arbeitsgruppe im Referat 42 des SBS besteht aus zwei Sachbearbeiterinnen. Das Team wird bei der Festlegung der Zuchtzonen für Deutschland mitarbeiten.

Für den sächsischen Raum werden passende Ausgangspopulationen innerhalb der Zuchtzonen gesucht und eine Masseauslese der Bestände vorgenommen. In diesen Beständen werden besonders hochwertige Bäume (Plusbäume) nach phänotypischen Merkmalen anhand ihrer Wuchsleistung, Qualität, u.a. Geradschaftigkeit und Vitalität unter Berücksichtigung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenheit ausgewählt.

Danach werden von diesen Bäumen Reiser und - wenn möglich - Samen gewonnen und diese zur Anzucht an die Projektpartner weitergegeben.

Die Markerauswahl und Durchführung von molekulargenetischen Untersuchungen erfolgt in enger Abstimmung mit dem Projektpartner FVA. Im Labor des Referats für Forstgenetik und Forstpflanzenzüchtung sollen 15 Rot-Eichen-Bestände und ausgewählte Plusbaum-Nachkommenschaften genetisch charakterisiert werden.

Außerdem werden phänotypische Eigenschaften der Plusbäume und ihrer Nachkommen untersucht. Dazu sind Trockenstressversuche im Gewächshaus und Messungen struktureller Parameter der Trockenstresstoleranz und des Wasserhaushaltes im Labor des SBS vorgesehen. Geplant ist die Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung der Plusbäume in Sachsen. Diese soll später durch Selektion in eine Samenplantage überführt werden.

Das Projektteam wird sich auch an der Öffentlichkeitsarbeit und dem Wissenstransfer des Verbundprojektes beteiligen.

Das Projekt RubraSelect wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft und dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe im Rahmen der Förderrichtlinie „Waldklimafonds“ gefördert.