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Coordinating institute

Project

Title:Entwicklung einer Methode zur frühzeitigen Erkennung von Resistenzlinien in der Salatzüchtung mittels Chlorophyllfluoreszenzbildanalyse (SalatBild). Teilprojekt 1
Start:01.09.2011
End:31.08.2014
Coordinating institute:Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB), Potsdam
Coordinator:Werner Herppich
ATB contact:Elke Bauriegel
Funding:Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Bonn
Grant agreement number:511-06.01-28-1-54.095-10
Funding framework:Programm zur Innovationsförderung
Partner:Julius Kühn-Institut (seit 01.01.08), Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland, Braunschweig; Oldenburger Saatzucht, Holste
  
Part of research program:Precision farming in crop and livestock production
Abstract:Der Ertragsgartenbau besitzt in Deutschland einen beträchtlichen ökonomischen Stellenwert. Speziell im Salatanbau führen Pflanzenkrankheiten häufig zu erheblichen Ernteverlusten und damit zu großen Ertragsausfällen. Die Nutzung des konventionellen chemischen Pflanzenschutzes wird in zunehmendem Maß von den Verbrauchern abgelehnt. Daher verstärkt sich die Nachfrage der Produzenten nach neuen, pathogenresistente Salatsorten. Allerdings ist deren Züchtung ein arbeitsintensiver, langwieriger Prozess. Speziell die Identifikation und Selektion der Resistenzen erfolgt zurzeit in erster Linie durch subjektive visuelle Bonitur.
Ziel dieses Projektes ist es, eine leistungsfähige nichtinvasive Methode zu entwickeln, die es erlaubt, die Resistenz von Salatjungpflanzen gegenüber Falschem Mehltau (Bremia lactucae) frühzeitig und rasch zu erkennen und zu bewerten. Die Photosyntheseaktivität ist erwiesenermaßen ein guter Indikator für die Detektion von Schädigungen der Pflanzen, bereits in frühen Stadien. Für die nichtinvasive Messung der tatsächlichen photosynthetischen Leistungsfähigkeit ist die Chlorophyllfluoreszenzbildanalyse (CFBA) sehr gut geeignet. Allerdings sind bisher erhältliche CFBA-Systeme sowie die Analyse der damit erhaltenen Daten nicht für eine derartige Nutzung sinnvoll einsetzbar und sollen entsprechend weiterentwickelt und angepasst werden.
Eine CFBA-gestützte objektive Resistenztestmethode ist derzeit noch nicht erhältlich, würde der Gemüsezüchtung aber weitreichende Vorteile erschließen. Sie schafft die verfahrenstechnische Voraussetzung für eine effektivere Sortenwahl durch schnellere, verlässlichere Auswerteverfahren zur Anwendung in Zuchtbetrieben und im Salatanbau. Das zu entwickelnde System soll es weiterhin ermöglichen, als einfach zu bedienender Krankheitsscanner die Selektion auf feldresistente Eigenschaften neuer Sorten zu erleichtern sowie frühzeitig Mehltaubefall in gärtnerischen Praxisanlagen zu detektieren.
Abstract:Horticulture is of high commercial relevance in Germany. Every year, plant diseases result in pronounced yield reduction and, consequently, in high economic losses, in particular in salad (Lactuca sativa) production. Due to the increasing public concern about conventional chemical plant protection, breeding of new, pathogen-resistant cultivars is highly demanded though a very time-consuming process.
In this project, an effective non-invasive method for rapid and early detection and evaluation of downy mildew (Bremia lactucae) resistance in young lettuce plants will be developed. Photosynthetic activity is a proven indicator for early detection of impairment of plants. Especially chlorophyll fluorescence imaging (CFI) is well suited for non-invasive measurement of photosynthetic efficiency. Recent available CFI systems as well as coupled data analysis programs are not suitable for applications in practice. They need to be appropriately developed and adjusted. With reliable algorithms, this advanced technique will provide the procedural prerequisites for a highly effective screening of mildew-resistant cultivars in lettuce breeding and production. The system will further serve as an easy-to-use disease scanner for the selection of new field-resistant cultivars and for early-detection of mildew infestation in horticultural practice.
 

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