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Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage 9. Mai Darrleitertagung NagoldAbt. Waldökologie Karopka, Dounavi, Aldinger
Ergebnisse einer mehrjährigen Beobachtung
Manuel KaropkaDr. Aikaterini DounaviDr. Eberhard Aldinger
Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage
Liliental
5. Juni 2013, internationale Darrleitertagung Bernkastel-Kues
Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage 9. Mai Darrleitertagung NagoldAbt. Waldökologie Karopka, Dounavi, Aldinger
Die Kirschen-Samen-plantage Liliental
Gemarkung Ihringen, Kaiserstuhl
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Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage 9. Mai Darrleitertagung NagoldAbt. Waldökologie Karopka, Dounavi, Aldinger
I-1
I-2
II
Kirschen-Samenplantage Liliental3 teilig:
I-1 1963I-2 1975II 1995
56 Klone, je 4 – 20 Ramets
ca. 3,9 ha Gesamtfläche
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„Einzugsgebiet“ der Plusbäume innerhalb des HK-Gebietes 814 04 am Beispiel der Plantagen Liliental I u. II, Höhenlagen < 500m
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Beerntung seit 1980
– zuerst von Hand…
….später maschinell….
….aktuell wieder von Hand
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Schlechtformige Lilientalkirschen?
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Fragestellung• Phänotyp - Welche äußeren Qualitäten haben die
Nachkommen?– Ergebnisse aus der Wissenschaft versus
– Meldungen aus der Praxis
• Genotyp – Analyse der genetischen Ausstattung?– Stammen beide Elternteile aus der SPl?– Wie viele Klone im Saatgut repräsentiert?– Sind schlechtformige Jungwüchse wirklich
Herkunft Liliental?5. Juni 2013, internationale Darrleitertagung Bernkastel-Kues
Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage 9. Mai Darrleitertagung NagoldAbt. Waldökologie Karopka, Dounavi, Aldinger
Äußere Qualität Kirsche Liliental –wissenschaftlich betrachtet
Herkunftsversuche mit Vogelkirsche im Osten Österreichs Versuchsalter 11
Weißenbacher, L.; Schüler, S.; (2009)
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Fremdbestäubung in der Kirschensamenplantage 9. Mai Darrleitertagung NagoldAbt. Waldökologie Karopka, Dounavi, Aldinger
Wuchsform
Weißenbacher, L.; Schüler, S.; (2009)
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Formigkeit der Nachkommen
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Fragestellung• Welche äußeren Qualitäten haben die
Nachkommen?– Ergebnisse aus der Wissenschaft– Meldungen aus der Praxis
• Wie rein ist die genetische Ausstattung?– Stammen beide Elternteile aus der SPl?– Wie viele Klone im Saatgut repräsentiert?– Sind schlechtformige Jungwüchse wirklich
Herkunft Liliental?
5. Juni 2013, internationale Darrleitertagung Bernkastel-Kues
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Material u. Methoden• 1. genet. Fingerabdruck von 56 Klonen aus
Plantage Liliental
• 2. Vaterschaftstest von 15 Mutterbäumen je 50 Kirschkerne der Ernten 2008, 2010 und 2011
3. genetische Prüfung von 5 Anbauten verschiedener Wuchsqualität mit je 25-30 Individuen
– Karlsbad– Östringen– Sulz– Radolfzell– Nagold
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Marker
Klon-Nr.BPPCT-034
BPPCT-040
UDP98-410
UDP98-411
661 229 236 138 146 122 130 161 161
974 223 258 136 138 130 130 149 163
996 219 239 141 141 128 130 149 161
1095 244 244 132 136 128 130 157 157
1096 223 244 132 132 128 128 161 161
1240 223 225 138 122 128 130 161 161
1241 223 244 136 138 128 136 149 161
1242 244 244 132 136 122 128 161 161
1243 221 225 136 146 130 130 157 161
1244 221 223 132 144 128 132 161 161
1250 223 223 138 138 122 136 149 161
1251 223 223 138 138 122 136 149 161
1252 219 219 132 132 128 130 157 161
1253 225 258 138 122 128 130 161 161
1254 225 258 138 122 128 130 161 161
1264 225 236 132 136 128 130 161 161
1288 236 244 138 146 128 130 149 149
1289 236 244 138 146 128 130 149 149
1290 236 244 138 146 128 130 149 149
Auszug aus Identifikation von 56 Klonen, daraus waren 4 klone doppelt, 1 dreifach, also 53 „individuelle“ Klone vorhanden
1. Genetischer Fingerabdruck
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Material:• 56/53 Klone Plantage Liliental• 400 Kirschen aus der Gesamtproduktion im Jahr 2008• Aus mind. 15 ausgewählten Mutterbäumen, je 50 Nachkommen (Jahre 2010, 2011)
Methoden:• Nukleare Mikrosatelliten-Marker: BPPCT_34, BPPCT_40, UDP98_410, UDP98_411• Elternschaftsanalyse: mittels FaMoz-Software (Gerber et al., 2003)
2. Vaterschaftstest
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Fremdpollenanteil
2008 42,3%
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Entnahme von Fremdbäumen im 400 m-Radius
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„Sanitärhiebe“ 2009 – 2010 im 400 m Radius
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Fremdpollenanteile 2010
661: 4% 1096: 4% 1250: 13%
Principal Coordinates2010
972661
12501437970
1241
1251
13591247
1096
1095
1362Liliental
Coord. 1
Coor
d. 2
970: 49% 972: 18.5% 1241: 40% 1247: 20% 1251: 22% 1359: 20%
Principal Coordinates2011
972
661
1250
1096
1247
970
12411251
12481359
Liliental
Coord. 1
Coo
rd. 2
970: 19% 972: 39.5% 1241: 42% 1247: 10% 1251: 18% 1359: 16%
661: 10% 1096: 8% 1250: 5%
18,6%
Fremdpollenanteile 2011
21,2 %
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3. Genetische Überprüfung von 5 unterschied-lichen Anbauten aus Ba-WüStammt Vermehrungsgut aus der Plantage?
Herkunft Stichpr. N Verwendung deklarierte Herkunft
Nagold 35 Anzucht der Landesplanzschule, 2009 Liliental
Sulz 30 Versuchsanbau FVA, 1976 Liliental
Radolfzell 30 Versuchsanbau FVA, 1992 Liliental
Östringen 26 Anbau UFB Karlsruhe, 2001 Liliental, Grabfeld
Karlsbad 22 Anbau UFB Karlsruhe, 1995 Liliental aus Handel
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Klonfruchtifizierung
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
Karlsbad Östringen Radolfzell Sulz Nagold
Flächen
Klo
nant
eil
149713591244109697224516611264
Fruktifizierung der Klone
1976 20091995 2001 1991/92
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Klonfruktifizierung
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Leonberg Karlsbad Östringen Radolfzell Sulz Nagold
Anbauflächen
Ant
eil
2452
2451
2450
1996
1568
1497
1471
1470
1469
1468
1467
1449
1448b
1437b
1437a
1365
1364
1362b
1362a
1361
1360
1359
1358
1357
1352
1289
1288
1264
1253
1251
1250
1249
1248a
1248
1247
1246
1245
1244
1243
1242
1241
1240
1227
1226
1096
1095
974
972
971
970
663
661
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Stammen beide Elternteile aus der Samenplantage (SPl)?
Saatgut- N Eltern in SPl *
Fläche N ernte beide ein fremd kein
Nagold 35 2009 33 2 5,7% 0
Sulz 30 1976 28 2 6,6% 0
Radolfzell 30 1991/92 30 0 0% 0
Östringen 25 2001 16 9 36% 0
Karlsbad 22 19959 11 50% 2
9%
gut
schlecht
sehrschlecht
gut
schlecht
Form
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Gründe für schlechtformige Jungwüchse Herkunft Liliental
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Fremdbestäubung
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Radius 2 000 m
Lage der Samenplantage Liliental
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Unterstützung durch gehörnte Mauerbiene (Osmia cornuta)
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Welcher Schädling?
Nicht alle Formstörungen sind jedoch genetischer Ursache
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Befall durch Kirschblattlaus (Myzus cerasi)
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Fazit• Fremdbestäubung findet in
sehr unterschiedlichem Umfang statt,
• fremde Väter und fremdes Saatgut können erkannt werden
• schlechte Schaftformen bei hoher Fremdbestäubung möglich
• Kronendeformation können durch Schädlinge auftreten
• Weiterer Untersuchungsbe-darf in alle Richtungen
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Dank an alle, die mitgearbeitet haben
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DNA-Isolierung
Mechanische Zerstörung der Zellwände
Trennung der DNA von allen anderen Bestandteilen der Zelle
Reinigung der DNA
Bindung der DNA
Fällung der DNA
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Elektrophorese
Proben
Pufferlösung
Tuch
Stromgerät
Elektrophorese-Einheit
Zymogramme
Agarosegel
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Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR)
1. Denaturierung(90°-94°C)
2. Anlagerung(annealing) des Primers(ca. 50°C)
3. ExtensionSynthese komplementärerNucleotidsequenzen72°C
Gesuchte Sequenz
1er Zyklus
2ter Zyklus
21 = 2 22 = 4
35 Zyklen
235 = 34 Milliarden Kopien(Andy Vierstraete 2001)
TemplateDNA
Die Vervielfältigung der DNA durch die zyklische Wiederholung der PCR-Reaktion
Die Polymerase-Ketten-Reaktion5. Juni 2013, internationale Darrleitertagung Bernkastel-Kues