Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & Weizen

2. 6 Methoden der Pflanzenzüchtung

Unter Pflanzenzucht versteht man die Kunst und Wissenschaft der
genetischen Verbesserung von Nutzpflanzen. Weiterhin stellt die Pflanzenzucht
die derzeitige Phase der Nutzpflanzenevolution dar.

Dazu verfolgt man folgende Strategien:

  • Identifikation der wichtigen Merkmale
  • Entwicklung von Zuchtverfahren für diese Merkmale
  • Entdeckung von Gen-Quellen
  • Kombination dieser Gene mit denen optimierter Arten
  • Vergleich dieser neuen Arten mit den bekannten
  • Freisetzung und Verteilung der verbesserten Kulturpflanzen.
Ziel dieser Maßnahmen ist die

  • Ertragssteigerung
    (Steigerung der Biomasse durch verbesserte Anpassung an abiotische
    Stressoren; verbesserte Anpassung an Krankheiten und Pestizide)
  • Qualitätsverbesserung
    (Geschmack, Geruch, Farbe, Gestalt, industrielle Kriterien, Faserqualität,
    Futterqualität, Anbaukosten).

Um dies zu erreichen werden Erkenntnisse der Botanik, Genetik, Pflanzenphysiologie,
Pflanzenpathologie, Biochemie, Statistik
und EDV angewandt.

Verfahren der Pflanzenzüchtung
Methoden der Pflanzenzüchtung
Variationen der Chromosomenanzahl
Züchtung selbstbefruchtender
Pflanzen
(Reinzucht)
Mutation
Pflanzenhybridisierung
Züchtung
geklonter Pflanzen (Klonzucht)
Mechanismen der Befruchtungsregulation
Züchtung
fremdbefruchtender Pflanzen (Kombinantionszüchtung)
Biotechnologie: Gewebekultur
und Molekulargenetik
Züchtung
von Hybriden
(Hybridzüchtung)
Field-plot Technik &
Statistik   

Zuchtverfahren:

Auslese
(Selektion)

Durch die Auslese (= Selektion) von Pflanzen einer genügend
großen Population (= Massenauslese), mit den gewünschten
Merkmalen wurden aus einer Anzahl Wildformen viele Pflanzensorten entwickelt.
Pflanzen mit negativen Merkmalen werden ausgesondert (= negative Auslese).
Bei Fremdbefruchtern ist dabei stets eine Isolation der ausgelesenen Typen
notwendig, da eine unkontrollierte Bestäubung den Selektionseffekt wieder
aufhebt

Um die richtige Zuchtmethode anzuwenden, ist die genaue Kenntnis des
Fortpflanzungsmechanismus der selektierten Pflanzen notwendig.

Grundsätzlich pflanzen sich Pflanzen entweder

  • asexuell (vegetativ oder durch
    Apomixis (siehe hier)) oder
  • sexuell (Selbstbefruchtung(=Autogamie)
    oder Fremdbefruchtung)

fort.

Sexuell sich fortpflanzende Pflanzen bilden eine breite Palette Genotypen
bei den Nachkommen, da die elterlichen Merkmale neukombiniert werden.

Reinzucht
Natürliche Populationen sich selbstbefruchtender Pflanzen sind
gemischte Populationen homozygoter Linien. Verbesserungen durch Selektion
sind relativ begrenzt, da ohne spontane Mutation keine neuen Merkmale
entstehen. Man nennt eine solche Zuchtform auch Reinzucht.

Kombinations
(=Kreuzungs)züchtung

Nur durch Mutation, Hybridisierung
(= Kombinations (=Kreuzungs)züchtung)
und Gentechnik
können neue Merkmale in die Linie eingeführt
werden. Bei der Kombinations-
(=Kreuzungs)züchtung
werden 2 homozygote
Rassen gekreuzt. Danach kann nach den angestrebten Merkmalen selektiert
werden.

Hybridzüchtung
Bei der Hybridzüchtung werden durch Kreuzung
von Klonen oder Inzuchtlinien die F1-Hybriden verwendet. Dabei kann es
zu Heterosiseffekten kommen. Unter Heterosis
versteht man z. B. eine Zunahme der Pflanzengröße im Vergleich
zu den Eltern durch Dominanz.

Mutationszüchtung
Bei der Mutationszüchtung werden Mutationen
künstlich durch Gamma, Röntgen- oder UV-Strahlung
erzeugt. Auch Temperaturschocks und Chemikalien
werden verwendet. Heute sind über 1000 Kulturpflanzen aus dieser
Züchtungsform hervorgegangen. Große Erfolge hat man dabei mit
Polyploidisierung bei Rüben und Zierpflanzen erzielt (Polyploidiezüchtung).

Ein historisches Beispiel ist die Entstehung des heutigen Weizens
(Triticum spec.). Die Abbildung unten zeigt die Entwicklung bis
zu den heutigen hexaploiden Formen.

f08 - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & WeizenVor ca. 11000 Jahren begannen
die Menschen wilden Weizen zu kultivieren. Er war diploid und hatte
14 Chromosomen (2n =14 AA). Er hybridisierte
mit einer anderen Spezies mit ebenfalls 14 Chromosomen.(14
BB
) Die Nachkommen waren jedoch steril (14
AB
). Sie pflanzten sich vegetativ fort. Vor ca. 8000 Jahren
fand eine Verdopplung des Chromosomensatzes statt (Polyploidie). Einige
Pflanzen waren tetraploid (28 AABB) Später
hybridisierte sich diese tetraploide Pflanze mit einem wilden, diploiden
Verwandten (T. tauschii) 14 DD.
Heute hat der Weizen 42 Chromosomen, (6 x 7 Sätze, 42
AABBDD
).(siehe auch hier)

Heute unterscheidet man 2 Weizensorten nach der Anbauzeit: Winterweizen
und Sommerweizen, wovon der Winterweizen in Europa und USA der
am häufigste angebaute Weizen ist. Es gibt hundert von Varietäten.
Weltweit sind China (1999: 114,4 Millionen Tonnen/Jahr), Indien (70,7
M.to/J) und die USA (62,6 Mto/J) die größten Weizenproduzenten.
Wo welche Weizenklasse angebaut wird hängt hauptsächlich von
der Regenmenge, der Temperatur, den Bodenverhältnissen und der Tradition
ab.

hrwheat - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & Weizen
Roter Winterhartweizen
durum - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & Weizen
Durum Hartweizen
Links einige Weizensorten:
Weichweizen:

Heute legt man beim Brotweizen (Triticum aestivum) vor allem
Wert auf die Backeigenschaften. Kriterien sind: Proteinmenge, Proteinqualität,
Stärkebeschaffenheit.Hartweizen oder Durum (Triticum durum) wird vor allem
im mediterranen Raum kultiviert. (siehe
links)

Beim Hartweizen handelt es sich um einen tetraploiden Weizen mit
äußerst geringer Eigenbackfähigkeit. Durum wird v.a. für die Erzeugung
von Teigwaren verwendet.
wheat6 - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & Weizen
Weißer Weichweizen
wheat5 - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & Weizen
Roter Weichweizen

 

dryear2 - Methoden der Pflanzenzüchtung: Zuchtverfahren bei Mais & WeizenEin anderes weltweit angepflanztes und domestiziertes Gras ist
Mais (Zea mays), dessen Ursprung vor 80 000 Jahren
in Mexiko liegt. Die mittelamerikanischen, präkolumbianischen
Zivilisationen züchteten und kultivierten den Mais aus der
Teosinte (siehe hier). Mais ist eine fremdbestäubende
C4-Pflanze, speziell an wärmeres
Klima angepaßt, und wurde von Kolumbus am Ende des Mittelalters
nach Europa gebracht.Heute erzeugen: USA, China, Brasilien, Mexiko, Frankreich und Argentinien
75% der weltweiten Maisproduktion, davon die USA mehr als die Hälfte.

Der angebaute Mais ist ein Gemisch aus 2 Rassen.

Hat dir dieser Artikel geholfen?