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Als Pflanzenzüchtung wird die gezielte Kreuzung oder Vermehrung ausgewählter Pflanzen bezeichnet.

Ziele

Ziele der Pflanzenzüchtung im Nutzpflanzenbereich sind:

  • Ertragssteigerung
  • Qualitätsverbesserung (z.B. Backqualität bei Weizen; Brauqualität bei Gerste)
  • bessere Fettsäurezusammensetzung (Rapsöl, Sonnenblumenöl)
  • höhere Wertigkeit des Eiweiß (Futterpflanzen)
  • Steigerung des Vitamingehalt (z.B. Vitamin E in Rapsöl)
  • Verbesserung des Geschmack / Haltbarkeit (v.a. Obst und Gemüse)
  • höhere Schädlings- und Krankheitsresistenz
  • Anpassung an neue Umgebungssituation (Kühletoleranz, Salztoleranz, Trockentoleranz)
  • "low-input" Pflanzen für die Bioenergiegewinnung

Bei Zierpflanzen liegt die Gewichtung mehr auf der Selektion farblich oder morphologisch besonders ansprechender Merkmale.

Klassische Züchtungsmethoden

Auslesezüchtung

Die Auslesezüchtung fängt mit dem Anbau von Wildpflanzen an. Von den Wildpflanzen werden dann Samen von den Pflanzen mit vorteilhaften Eigenschaften ausgewählt. (künstliche Zuchtwahl, Massenauslese) Hierbei wird speziell nach Individuen mit geeigneten Eigenschaften gesucht. Die Samen werden von anderen getrennt auf bestimmte Beete gesät. Nach mehrfacher Wiederholung des Vorgangs bleiben reinerbige (homozygote) Pflanzen mit gewünschten Eigenschaften übrig. Bei Selbstbefruchtern (Bohne, Erbse..) führt dieses Verfahren schnell zum Ziel. Bei Fremdbefruchtern (Roggen, Mais…) wird eine Ähre künstlich befruchtet, später werden nur Körner mit bestem Ertrag weiterverwendet. Bei vegetativer Vermehrung führt dieses Verfahren auch schnell zum Ziel, da Klone gebildet werden (Bsp. Kartoffel).

Kombinationszüchtung

Die Kombinationszüchtung ist eine Kreuzung verschiedener Genotypen (Linien). Es entsteht eine neue geno-, phänotypische Art, die man auf gewünschte Eigenschaften hin ausliest. Vorteil des Verfahrens ist, dass man Gene mit gewünschten Eigenschaften die auf beide Elternteile verteilt sind, sich in einem Genotyp vereinigen lassen. Durch Kreuzung können neue Eigenschaften durch Zusammenwirken von Genen die von genotypisch unterschiedlichen Eltern stammen entstehen. Es können erwünschte Merkmale verstärkt und unerwünschte zurückgedrängt werden. Der Nachteil ist, dass es sehr aufwändig ist, die unbrauchbaren, heterozygoten herauszusuchen.

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

Heterosiszüchtung

In der Heterosiszüchtung werden bei Fremdbefruchtern (Mais, Roggen…) in mehrjähriger Züchtung aus heterozygoten Ausgangspflanzen nahezu homozygote Inzuchtlinien gezüchtet. Kreuzt man zwei solche Linien tritt bei der F1 Generation oft eine auffallende Mehrleistung gegenüber der Elternformen auf. Dies nennt man "Heterosis-Effekt". Bei Getreide kann man einen höheren Kornertrag erzüchten, bei anderen Pflanzen und bei Tieren eine höhere Resistenz vor Krankheiten und bei Hühnern bessere Legeleistung. Bei Nachkommen der F1-Generation treten wieder die weniger guten Eigenschaften der Inzuchtlinien auf, da sie genetisch entsprechend der Spaltungsregel (Mendel) aufspalten. Die Vorteilhaften Eigenschaften finden sich also nur in der F1-Generation wieder.

Hybridzüchtung

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

Mutationszüchtung

Bei der Mutationszüchtung werden Samen Röntgen- oder Neutronenstrahlen, Kälte- und Wärmeschocks und/oder anderen Mutagenen ausgesetzt um neue Eigenschaften durch Mutation zu erzielen, die einen positiven Effekt aufweisen. Nur ein sehr kleiner Teil der Mutanten ist für die Weiterzucht Erfolg versprechend, da die meisten Defekte zeigen und unbrauchbar sind. Die so mutierten Pflanzen müssen mit leistungsfähigen Zuchtlinien zurückgekreuzt werden, um die neue, positive Eigenschaft in diese zu überführen.

Züchtung mit Hilfe der Gentechnik

Agrobacterium tumefaciens

Gentechnischer Gentransfer in Pflanzen geschieht durch Agrobacterium tumefaciens oder durch Übertragung von DNA mit Hilfe sog. "particle gun". Das Agrobacterium tumefaciens besitzt ein TI-Plasmid (TI = Tumor 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 übetragende 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.

Mit Hilfe der Gentechnik können somit 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.

Bedeutende Pflanzenzüchter

Rosenzüchter: siehe Rosen

Siehe auch:

Genetik | Feldwirtschaft | Gartenbau

Plant breeding | Amélioration des plantes | Pemuliaan tanaman | Plantenveredeling | Växtförädling

 

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