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Unterschiedliche Baumsaaten werden in Händen gehalten, darunter Zapfen und Bucheckern
Unterschiedliche Baumsaaten werden in Händen gehalten, darunter Zapfen und Bucheckern
Institut für

FG Forstgenetik

Projekt

Prägung: ein alternativer Ansatz zur schnellen Entwicklung von Resistenzen bei Forstbäumen


Federführendes Institut FG Institut für Forstgenetik

© Hans Hoenicka

Prägung: ein alternativer Ansatz zur schnellen Entwicklung von Resistenzen bei Forstbäumen

„Priming“ fördert Resistenzen, ohne das Genom durch wiederholte Kreuzungen verändern zu müssen. Somit stellt dieser Ansatz eine Strategie dar, wertvolles Pflanzenmaterial aus sogenannten Plusbäumen in ihrer Widerstandsfähigkeit maßgeblich zu stärken.

Hintergrund und Zielsetzung

Die Wälder werden aufgrund der Klimaänderung immer mehr biotischen und abiotischen Stressfaktoren ausgesetzt. Daher müssen zur Erhöhung der Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel effizientere Strategien für die Induktion von Resistenzen in Baumarten entwickelt werden.

Die lange Generationsdauer der Waldbäume hat bisher die Züchtungsmöglichkeiten stark eingeschränkt. Mit Hilfe der Resistenz-Prägung („Priming“) konnte bereits mehrfach bei krautigen Pflanzen und mehreren Baumarten eine schnelle Resistenzverbesserung herbeigeführt werden. Zudem konnte in mehreren Fällen die durch „Priming“ entwickelten Resistenzen einem epigenetischen Hintergrund zugeschrieben und dessen Vererbbarkeit  gezeigt werden.

„Priming“ fördert Resistenzen, ohne das Genom durch wiederholte Kreuzungen verändern zu müssen. Somit stellt dieser Ansatz eine Strategie dar, wertvolles Pflanzenmaterial aus sogenannten Plusbäumen in ihrer Widerstandsfähigkeit maßgeblich zu stärken, ohne deren „genetische Konstitution“ zu verändern. Diese Methode hat das Potential, die Anpassung der einheimischen Wälder an den Klimawandel effizienter zu gestalten und einer genetischen Verarmung entgegenzuwirken, ohne in den vorliegenden Genpool einzugreifen.

Die langfristige Überleben der Gemeinen Esche und der Feldulme in Deutschland gerade in Bezug auf den Klimawandel wird von eingeführten Pilzkrankheiten stark bedroht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhaben soll daher an beiden Baumarten eine Resistenzverbesserung durch „Priming“ getestet werden.

Vorgehensweise

Verschiedene „Priming-Methoden“ werden mit jungen Pflanzen und an Samen überprüft. Anschließend sollen Resistenztests mit den behandelten Pflanzen durchgeführt werden. Ausgesuchte Pflanzen werden mittels MSAPs („methylation sensitive amplified polymorphism“) und qPCRs untersucht. Damit soll ein möglicher Zusammenhang zwischen der Entwicklung von Resistenzen und epigenetischen Veränderungen überprüft werden. Darüber hinaus sollen die Pflanzen nach der Behandlung in verschiedenen Zeiträumen phänotypisiert werden, um die Wirkungsdauer des „Primings“ zu erfassen. Ein Feldversuch mit den erhaltenen Pflanzen ist für die zweite Projektphase geplant. 

Beteiligte externe Thünen-Partner

  • Universität Hamburg
    (Hamburg, Deutschland)

Geldgeber

  • Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

4.2017 - 3.2023

Weitere Projektdaten

Projektfördernummer: 28WB408101
Förderprogramm: Waldklimafonds (Programmbestandteil des Sondervermögens Energie- und Klimafonds)
Projektstatus: läuft

Publikationen zum Projekt

  1. 0

    Bein S, Hönicka H, Graf W (2022) Breaking seed dormancy in common ash (Fraxinus excelsior) - methods and seedling performance. In: Plant Sciences for a Sustainable Future : Botanik-Tagung, International Conference of the German Society for Plant Sciences, 2022 Bonn, 28 August - 01 September ; Programme. Deutsche Botanische Gesellschaft, p 150

  2. 1

    Hönicka H, Briones V, Hanelt D, Bein S, Deecke K, Cañas LA, Fladung M (2022) Faster biosafety evaluation of genetic containment in forest tree species using early flowering systems. In: The 20th IUFRO Tree Biotech & The 2nd Forest Tree Molecular Biology and Biotechnology Conference. Harbin: IUFRO, p 154

  3. 2

    Hönicka H, Bein S, Fladung M (2022) Förderung von Resistenzen bei Forstbäumen durch Prägung : [Abstract] [online]. Gülzow: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, 1 p, zu finden in <https://www.waldklimafondskongress.de/fileadmin/Projekte/2022/Waldklimafonds/Poster_Baumartenwahl/Hoenicka_Abstract.pdf> [zitiert am 04.01.2023]

    https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn065806.pdf

  4. 3

    Hönicka H, Briones V, Bein S, Hoffmann P, Heier K, Fladung M (2022) Induction of early flowering in European birch (Betula pendula) through genetic transformation with the FLOWERING LOCUS T gene. In: Plant Sciences for a Sustainable Future : Botanik-Tagung, International Conference of the German Society for Plant Sciences, 2022 Bonn, 28 August - 01 September ; Programme. Deutsche Botanische Gesellschaft, p 160

  5. 4

    Hönicka H, Bein S, Graf W, Hanelt D (2022) Physiological and morphological changes promoted in field elms (Ulmus minor Mill.) by priming with beta-aminobutyric acid. In: Plant Sciences for a Sustainable Future : Botanik-Tagung, International Conference of the German Society for Plant Sciences, 2022 Bonn, 28 August - 01 September ; Programme. Deutsche Botanische Gesellschaft, p 159

  6. 5

    Hönicka H, Bein S, Graf W (2022) Priming resistance to ash dieback disease in common ash (Fraxinus excelsior). In: Plant Sciences for a Sustainable Future : Botanik-Tagung, International Conference of the German Society for Plant Sciences, 2022 Bonn, 28 August - 01 September ; Programme. Deutsche Botanische Gesellschaft, p 199

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