Ansprechpartner:

Dr. Frank Marthe, Quedlinburg

 

Den Termin des nächsten AG-Treffens finden Sie unter "Neuigkeiten" im GPZ-Terminkalender! Hier finden Sie auch die aktuellen Programme der Veranstaltungen sowie Informationen zur Anreise, etc..

 

 

 

 

Bericht über den Workshop "Molekulargenetische Züchtungsmethoden für Arznei- und Gewürzpflanzen" der AG Arznei- und Gewürzpflanzen (AG 17) der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ) am 21. September 2011, Berlin

 

- ca. 55 Teilnehmer -

Der Workshop „Molekulargenetische Züchtungsmethoden für Arznei- und Gewürzpflanzen“ wurde von der GPZ AG17 veranstaltet und war Bestandteil der 6. Fachtagung Arznei- und Gewürzpflanzen, ausgerichtet vom Deutschen Fachausschuss für Arznei-, Gewürz- und Aromapflanzen und der Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät. Veranstaltungsort war das Hauptgebäude der HU in Berlin-Mitte.

Organisation und Leitung: Dr. F. Marthe, Inst. f. Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst – Quedlinburg des Julius Kühn-Institutes, Leiter der GPZ AG 17

Ziel des Workshops war, aktuelle Methoden aus dem sehr dynamischen Bereich molekulargenetischer Verfahren vorzustellen und eine potentielle oder ggf. bereits bestehende Nutzung für die Analyse und züchterische Verbesserung von Arznei- und Gewürzpflanzen auszuloten

Im Beitrag „Moderne molekularbiologische Züchtungsmethoden, neue Möglichkeiten für die Arznei- und Gewürzpflanzen!“ wurden von F. Hartung, Quedlinburg, Verfahren und methodische Entwicklungen vorgestellt, die es erstmalig erlauben, gezielt definierte Gene in einem pflanzlichen Genom zu verändern. Basis für diese Entwicklung sind maßgeschneiderte Enzyme zur Induktion von Doppelstrangbrüchen der DNA. Die Nukleasetechnologiesysteme Meganukleasen, Zinc Finger Nukleasen und TALE Nukleasen versprechen bisher unerreichte Effizienz und Präzision bei der Erzeugung von Punktmutationen, der Rekombination und der Deletion von Genen. Diese Techniken benötigen in erheblichem Umfang DNA-Sequenzdaten, die mit Hilfe der next generation sequencing Technologien schnell und im Vergleich zu bisherigen Sequenzierverfahren zu erheblich geringeren Kosten spezifisch für die Art, aber auch bereits spezifisch für einen Genotyp erzeugt werden können.

Die Methoden des “Next generation sequencing in der Züchtung von Arznei- und Gewürzpflanzen“ wurden von J. Novak, Wien, eingehend beleuchtet. Die Darstellung umfasste Einführungen zu den gegenwärtig genutzten Technologien, den damit verbundenen Vor- und Nachteilen und den zu erwartenden Entwicklungen. Neben der erheblichen Kostenreduzierung der next generation sequencing Technologien ist die Nutzung von Markertechniken, wie der single nucleotide polymorphims, SNPs und direkt mit dem Gen assozierter Marker, genetic molecular markers, GMM als Technik zur gezielten und damit schnellen Selektion erwünschter Genotypen von besonderer Bedeutung.

Gegenwärtig liegen für die markergestützte Selektion in Arznei- und Gewürzpflanzen nur wenige Anwendungsbeispiele vor. Spätestens jedoch mit der technologischen Ausreife bereits in der Entwicklung befindlicher neuer Sequenzierverfahren wird durch weiter sinkende Kosten die Nutzung molekularer Marker auch im Bereich der Arznei- und Gewürzpflanzen in die Zuchtschemata eingebunden werden.

H. Budahn, Quedlinburg, berichtete über die „Charakterisierung der intraspezifischen Variabilität bei Petersilie mittels molekularer Marker sowie klassischer und nicht-zielgerichteter Bestimmung flüchtiger Inhaltsstoffe“. Für 219 unterschiedliche Herkünfte von Petersilie (Petroselinum crispum) wurde in einem interdisziplinären Ansatz morphologische, agronomische und inhaltsstoffliche Merkmale erfasst sowie aus über 200 molekularen Markern, überwiegend AFLP, die genetische Distanz der Akzessionen errechnet. Die hieraus resultierende Gruppierung der Akzessionen wurde mit Daten zur Zusammensetzung des ätherischen Blattöls, gewonnen durch klassische Hydrodestillation und Daten eines holistischen Ansatzes zur Erfassung aller flüchtigen Substanzen aus dem Blatt mittels der automated headspace solid phase microextraction, HS-SPME mit anschließender Eluierung und Gaschromathographie, GC verglichen. Für diesen Vergleich wurden die resultierenden Daten mittels Principal Componant Analysis, PCA verrechnet. Es resultieren zwei klar voneinander getrennte Hauptgruppen die nahezu vollständig denen aus der Berechnung der genetischen Distanzen entsprechen. Gleiches gilt für die Daten aus der Ätherischöldestillation. Aus diesen Arbeiten sind vielfältige Informationen erwachsen, die u.a. für zukünftige züchterische Ansätze genutzt werden können.

Die lebhafte und umfassende Diskussion hatte in Fragen nach der Einordnung der neuen molekularbiologischen Methoden zur gezielten Veränderung definierter Gene einen Schwerpunkt. Es ist zu erwarten, dass die neuen Methoden der gezielten Genomveränderung dem Gentechnikgesetz unterstellt werden. Unabhängig von der gegenwärtigen gesellschaftlichen Ablehnung gentechnischer Methoden wurden die potentiellen Anwendungsmöglichkeiten auch und besonders für Arznei- und Gewürzpflanzen betont, etwa durch gezielte Unterbindung der Synthese unerwünschter Inhaltsstoffe bei gleichzeitiger Steigerung erwünschter Stoffe oder der Synthese wirksamerer Derivate. Aber auch für konventionelle Ansätze der züchterischen Verbesserung resultieren Möglichkeiten den Zuchtgang wesentlich zu verkürzen und damit effektiver zu gestalten bzw. erstmalig in Angriff zu nehmen.

Mehrseitige Kurzfassungen der Referate sind publiziert im Tagungsband Innovation, Vielfalt und Nutzen, Kurzfassungen der Vorträge und Poster, Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Berlin, 224 Seiten, ISBN 978-3-86004-280-9.

Quedlinburg, den 16. 12. 2011

Dr. F. Marthe

 

 

 

Bericht der gemeinsamen Tagung der AG Arznei- und Gewürzpflanzen (AG 17)

der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ) mit der Arbeitsgemeinschaft Heil- und Gewürzpflanzen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften (GPW) zum Thema

„Anbau und Züchtung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis)“

am 6. Oktober 2009, Quedlinburg

 

 

Die GPZ Arbeitsgruppe Arznei- und Gewürzpflanzen veranstaltete am 6. Oktober 2009 eine Vortrags- und Diskussionstagung im Institut für gartenbauliche Kulturen und Obst – Quedlinburg (ZGO-Q).

Seit der letzten separaten Sitzung der Arbeitsgruppe im August 2006 waren wir im Jahr 2008 Mitveranstalter der 5. Fachtagung Arznei- und Gewürzpflanzen und des 18. Bernburger Winterseminars. In der zurückliegenden Zeit gab es eine Reihe von Veränderungen. Die diesjährige Tagung wurde erstmalig gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Heil- und Gewürzpflanzen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften unter Leitung von Prof. Dr. B. Honermeier, Gießen ausgerichtet.

Nach dem Übergang des Gründers und langjährigen Leiters der GPZ – AG 17, Herrn Dr. F. Pank in den Ruhestand im Jahr 2006 wird die Arbeitsrichtung am Institut für Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst – Quedlinburg (ZGO-Q) fortgeführt. Im Zuge der Neustrukturierung der Ressortforschung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz bildet das ZGO-Q seit 2008 gemeinsam mit den Instituten der vormaligen Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen (BAZ), der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (BBA) und zwei Instituten der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) das Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI).

Ein wichtiges Anliegen des Institutes für Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst – Quedlinburg ist die Entwicklung von Methoden und Strategien, die genetische Ressourcen für den Arznei- und Gewürzpflanzenanbau erschließen und die biologische Vielfalt erhöhen. Die Forschung ist dabei auf die Produktqualität und die Erzeugung gesunder Pflanzen auf Basis von Resistenzen gegen Phytopathogene gerichtet.
Der Austausch wissenschaftlicher und technologischer Informationen hat hierbei große Bedeutung. Dieser Umstand war Motivation für die Übernahme der Leitung der GPZ-AG 17 und Anliegen der gemeinsamen Tagung. Im Mittelpunkt stand die Melisse (Melissa officinalis) als eine der Modellkulturen innerhalb des geplanten und teilweise bereits gestarteten „Demonstrationsprojektes Verbesserung der internationalen Wettbewerbsposition des deutschen Arznei- und Gewürzpflanzenanbaus am Beispiel der züchterischen und anbautechnologischen Optimierung der Produktion von Kamille, Baldrian und Melisse“.

Zu dem ganz auf Melisse zugeschnittenen Thema der Tagung trafen sich 44 Teilnehmer. Durch acht Präsentationen gelang es den Bogen der Arbeiten an Melisse von der Unkrautregulierung über Anbau, Züchtung und Analytik bis zur erstmaligen Darstellung eines neuen Phytopathogens zu spannen. Neben den Bemühungen dem geringen und möglicherweise weiter schwindenden Umfang zugelassener Herbizide alternativ eine leistungsfähige mechanische Unkrautbekämpfung entgegenzusetzen sind Ansätze für die Ertragssteigerung von ätherischem Öl und von Rosmarinsäure durch Verfahrensoptimierung und Züchtung besonders hervorzuheben. Die Analytik sekundärer Inhaltsstoffe in Melisse ist ein seit langem bearbeitetes Gebiet. Die Umstellung auf moderne Analyseverfahren erfordert umfangreiche Vergleichsmessungen und führte zu neuen Erkenntnissen hinsichtlich Menge und Zusammensetzung einzelner Stoffgruppen. Themenfelder mit großer Bedeutung für die moderne Pflanzenzüchtung, wie die Erzeugung doppelhaploider Linien gilt es in nächster Zukunft zu entwickeln, da hierdurch bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung neuer Sorten zu erwarten sind. Ebenso verhält es sich mit phytopathologischen Fragestellungen. Hier ist es gelungen ein neues Virus zu identifizieren und erstmals zu beschreiben.

Die Ausstrahlung der GPZ als Forum von praktischer Pflanzenzüchtung, Züchtungsforschung und Grundlagenforschung in den europäischen Raum zeigte sich auch für den Bereich Arznei- und Gewürzpflanzen anhand der Beiträge und der Teilnehmer aus insgesamt fünf Ländern.

Quedlinburg, Dezember 2009, Dr. F. Marthe

 

 

 

Bericht des Treffens vom 18./21. Februar 2008 in Bernburg

Internationale Fachtagung

„Qualität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Arznei- und Gewürzpflanzen“

 

- ca. 250 Teilnehmer -

 

Leitung des wissenschaftlichen Komitees: PD Dr. Friedrich Pank, Bad Suderode

 

In der Zeit vom 18. bis 21. Februar 2008 fand die 5. Fachtagung Arznei- und Gewürzpflanzen und das 18. Bernburger Winterseminar als gemeinsame Tagung in den Räumen der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt in Bernburg-Strenzfeld statt. Veranstalter waren der Deutsche Fachausschuss für Arznei-, Gewürz- und Aromapflanzen, das Ministerium für Landwirtschaft und Umwelt Sachsen-Anhalt, die Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt und der Verein Saluplanta e.V., Bernburg. Mitveranstalter waren die Gesellschaft für Arzneipflanzenforschung, die Gesellschaft für Pflanzenzüchtung mit ihrer AG 17 Arznei- und Gewürzpflanzen sowie die Deutsche Phytomedizinische Gesellschaft.

Die Teilnehmer kamen aus neun europäischen Staaten und waren insbesondere Anbauer, aber auch Aufbereiter, Händler und Verarbeiter von Arznei- und Gewürzpflanzen. Wissenschaftliche Einrichtungen waren vertreten insbesondere durch Spezialisten für die Analytik sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe, für Anbaufragen und für Züchtungsforschung sowie für angewandte Taxonomie. Zur Eröffnung der Fachtagung waren die Landwirtschaftsministerin des Landes Sachsen-Anhalt, Frau P. Wernicke, und der stellvertretende Präsident der gastgebenden Landesanstalt, Herr F. Holz, gekommen. In einem Grußwort ging Frau Ministerin Wernicke auf die besondere Bedeutung des Bereiches Arznei- und Gewürzpflanzen ein. Sie betonte, dass die gesetzlich vorgegebenen hohen Qualitätsanforderungen, die Sicherung von Ertrag und Qualität gegenüber Schaderregern und die Pflanzenschutzgesetzgebung eine große Herausforderung für die Forschungsarbeiten darstellen. Ein erfolgreicher Anbau von Arznei und Gewürzpflanzen sei nur möglich, wenn vor dem Anbau der Absatz gesichert ist, wenn der Produzent eine zureichende Risikobereitschaft zeigt, wenn spezielle Kapazitäten in Trocknung und Aufbereitung bereitstehen und wenn an den Instituten innovative Forschungsarbeit geleistet wird. Abschließend versprach sie, den Bereich Arznei- und Gewürzpflanzen auch zukünftig zu unterstützen.

Das Vortragsprogramm der Fachtagung war in sechs Sektionen gegliedert: 1. Aus der Praxis für die Praxis, Marktchancen für Phytopharmaka, 2. Züchtung und Inkulturnahme, 3. Anbautechnik, 4. Mechanisierung und Nacherntetechnologie, 5. Pharmazeutische Biologie und Analytik, 6. Recht, Qualitätssicherung und Applikationen.
In Sektion 1 wurde bei der Darstellung der Marktentwicklung für Phytopharmaka u.a. berichtet, dass die Entwicklung des Weizenpreises als Leitpreis für pflanzliche Produkte der Landwirtschaft auch für die Aufkaufpreise für Arznei- und Gewürzpflanzen eine entscheidende Rolle spielt.

In Sektion 2 wurden Ergebnisse eines Vergleichsanbaus von zahlreichen Genbankmustern der Petersilie (Petroselinum crispum) vorgestellt und dabei neben der Bonitur morphologischer und inhaltstofflicher Merkmale für diese Kultur auch die erste genetische Distanzanalyse mittels molekularer Marker präsentiert. Daneben wurde eine in vitro-Vermehrungstechnologie für Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus) und eine Züchtungsstrategie für Speisemohn (Papaver somniferum) vorgestellt. Ein Sortenvergleich von Salbei (Salvia officinalis) war ebenso interessant wie die Entstehung der Hybridsorte 'Regula' in dieser Art.

In Sektion 3 ging es um Mischanbau von ein- und zweijährigem Kümmel (Carum carvi), um den Blattertrag von Artischocke (Cynara cardunculus) und eine im deutschen Anbau neue Pflanze der traditionellen chinesischen Medizin (TCM): Astragalus mongholicus. Daneben standen die Samenübertragbarkeit von Mycosphaerella anethi bei Fenchel (Foeniculum vulgare) und die Regulierung von Zikaden (Eupteryx sp.) in Melisse (Melissa officinalis) zur Diskussion.

In Sektion 4 wurden Einflussfaktoren der Nacherntetechnologie auf die Produktqualität erörtert. Besonders wurden Aspekte der Trocknung behandelt. Für die Extraktgewinnung wurde als neues Verfahren die Nutzung von Mesophasen und Emulgatoren vorgestellt.

In Sektion 5 wurde über Untersuchungen zu Inhaltsstoffen zentralasiatischer Allium-Arten, des Flavonoidmusters unterschiedlicher Crataegus-Arten und einiger chinesischer Heilpflanzen aus deutschem Anbau im Vergleich mit chinesischer Handelsware vorgetragen. Als ein neuer analytischer Ansatz beispielsweise zur Beschreibung der intraspezifischen Variabilität einer Art wurde die nicht zielgerichtete Erfassung aller Inhaltsstoffkomponenten, im gegebeben Fall aller flüchtigen Pflanzeninhaltsstoffe, vorgestellt. Ebenfalls wurden Möglichkeiten und Probleme der Nutzung von ionisierender Strahlung bei der Entwesung von Drogen besprochen.

Sektion 6 befasste sich mit Aspekten der Qualitätssicherung von Extrakten und pflanzlichen Ausgangsstoffen für Arzneimittel. Weitere Vorträge betrafen Präparate der traditionellen chinesischen Medizin, den Russischen Estragon (Artemisia dracunculus) und den Einsatz von Kräutern und Gewürzen als funktionelle Zutaten in Funktionellen Lebensmitteln.

Posterbeiträge gab es: drei in der Sektion 1, sechzehn in Sektion 2, siebenundzwanzig in Sektion 3, sechs in Sektion 4, sieben in Sektion 5 und fünf in Sektion 6.

Am 21.2.2008 wurden im Rahmen der Tagung zwei Fachexkursionen durchgeführt: Die Exkursion 1 „Züchtungsforschung“ führte 46 Teilnehmer in das Julius-Kühn-Institut (JKI) Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen nach Quedlinburg. Hier wurden Aufgaben und Möglichkeiten des Institutes für ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz erläutert. Es folgten Ausführungen zum Thema Virosen der Arznei- und Gewürzpflanzen im Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik und eine Darstellung der Aufgaben in der Arbeitsgruppe Arznei- und Gewürzpflanzen des Institutes für Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst. Abschließend wurden den Teilnehmern die technischen Eckdaten und gärtnerischen Möglichkeiten des Forschungsgewächshauses erläutert. Bei der Exkursion 2 „Kräuterverarbeitung, Zwiebelaufbereitung“ wurde 57 Tagungsteilnehmern Einblick in die Anbau- und Verarbeitungstechnologie in der Agrargenossenschaft Calbe e.G. geboten.
                                                                                                       (Frank Marthe, Quedlinburg)

 

 

 

 

Bericht des Treffens vom 23. August 2006 in Quedlinburg
„Grundlagen der Hybridsortenzüchtung an Arznei- und Gewürzpflanzen“

- 50 Teilnehmer -

 

Leitung: PD Dr. Friedrich Pank, Quedlinburg

 

Die Tagung wurde gemeinsam vom Institut für gartenbauliche Kulturen der Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen in Quedlinburg und der Arbeitsgruppe 17 „Arznei- und Gewürzpflanzen“ der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung veranstaltet. Das Thema „Hybridsortenzüchtung“ gewinnt in jüngster Zeit auch bei den Arznei- und Gewürzpflanzen verstärktes Interesse, um - wie bereits bei anderen Kulturpflanzen - die Vorteile der Leistungssteigerung und Homogenität und damit des besseren Sortenschutzes nutzen zu können. Auf dieser Tagung waren dankenswerterweise alle im deutschsprachigen Raum mit dieser Thematik an Arznei- und Gewürzpflanzen befassten Arbeitsgruppen vertreten.

 

Im ersten Teil des Programms wurde in kurzen Vorträgen ein Einblick in den Stand und die Breite der laufenden Entwicklungen gegeben. Im Rahmen eines von der EU geförderten Projektes waren die genetischen Komponenten für Hybridsorten von Majoran entstanden. Kombinationseignungsprüfungen zeigten Leistungssteigerungen beim Ertrag und beim Ätherischöl-Gehalt. Die Entwicklung von Hybridsorten durch die „ N.L. Chrestensen Erfurter Samenzucht und Produktion GmbH Erfurt“ steht unmittelbar vor dem Abschluss. Thymianpopulationen weisen in der Regel einen hohen Anteil männlich steriler Pflanzen auf. Die Ausprägung der männlichen Sterilität wird in komplexer Weise durch unterschiedliche Restorerfaktoren im Kerngenom und im Zytoplasma kontrolliert. Durch Testkreuzungen und Nachkommenschaftsprüfungen konnten mehrere zytoplasmatisch-sterile Linien mit ihren Maintainern als Grundlage für die künftige Hybridsortenzüchtung entwickelt werden. Homogene und leistungsfähige Hybridsorten sind heute bereits bei Thymian (‚Varico I’ und’Varico II’), Oregano (‚Carva’) und Salbei (‚Regula’) in die Praxis eingeführt. Die Elternkomponenten für die Saatguterzeugung dieser Sorten werden vegetativ vermehrt. Auch bei Edelweiß soll spontan aufgetretene männliche Sterilität für die Züchtung von Hybridsorten genutzt werden. Das vereinzelte Auftreten männlich steriler Pflanzen bei Baldrian ist Ausgangspunkt für die Planung der Hybridsortenzüchtung auch bei dieser Art, wobei die beschleunigte Entwicklung von Inzuchtlinien über gametische Embryogenese aus Mikrosporen mit nachfolgender Diploidisierung einen Schwerpunkt bildet. Beim Screening zahlreicher Fenchelakzessionen fielen Populationen auf, die bis zu zwei Dritteln Pflanzen mit ausschließlich männlich sterilen Blüten aufwiesen. Untersuchungen zur Vererbung der männlichen Sterilität könnten Aufschluss über die Nutzbarkeit der sterilen Formen für die Hybridsortenzüchtung geben. Beim Sellerie wurden in zwei von 27 Akzessionen insgesamt fünf männlich sterile Pflanzen gefunden. Die Sterilität wird vermutlich monogen rezessiv vererbt. Unter 11 Herkünften von Petersilie fanden sich keine männlich sterilen Pflanzen.

 

Nach einem Mittagsimbiss schloss sich eine Besichtigung des Versuchsfeldes am zukünftigen Standort der Bundesanstalt auf dem Moorberg mit Zuchtstammvergleichen aus verschiedenen Forschungsprojekten an. Einjähriger Kümmel besitzt auf Grund seiner verkürzten Vegetationszeit wirtschaftliche Vorteile gegenüber den bisher vorherrschenden zweijährigen Formen. Aber sein Ätherischöl-Gehalt war in den bisher zur Verfügung stehenden Sorten noch unbefriedigend. Durch jahrelange rekurrente Selektion konnte der Ölgehalt des Quedlinburger Zuchtmaterials deutlich angehoben werden. Erstes Material ist unter dem Namen ‘Sprinter’ bereits im Anbau. Da aber der Ertrag dieser Sorte mit etwa 1-1,5 t/ha noch nicht den Anforderungen entspricht, richten sich die gegenwärtigen Untersuchungen auf die Entwicklung von synthetischen Sorten mit dem Ziel einer Verbesserung der Ertragsleistung unter Beibehaltung des hohen Niveaus des Ätherischöl-Gehaltes. Der diesjährige Feldversuch betrifft eine Prüfung auf allgemeine Kombinationseignung von 40 potenziellen Elternkomponenten (I 3) aus einem 2005 durchgeführten Polycross.

 

Ein Versuch mit einjährigem Bohnenkraut zeigte die im Verlauf eines mehrjährigen Projektes durch rekurrente Selektion aus verschiedenen Akzessionen entwickelten Zuchtstämme. Diese sind bei hohem Ertrag durch einen hohen Ätherischöl-Gehalt mit einem Carvacrolanteil von >60% ausgezeichnet, wie er von der Futtermittelindustrie für den Ersatz der seit 2006 verbotenen antibiotischen Leistungsförderer im Futter gefordert wird. Da Bohnenkraut auf Grund seiner kurzen Vegetationszeit nach frühräumenden Früchten auch einen Anbau als Zweitfrucht zulässt, erfolgte die Selektion sowohl unter den Bedingungen einer Frühjahrs- als auch einer Sommeraussaat. Dieser Feldversuch soll neben der Ermittlung von Leistungsparametern auch darüber Aufschluss geben, ob die Selektion unter den verschiedenen jahreszeitlichen Bedingungen eine genetisch kontrollierte ökologische Anpassung bewirkt hat.

 

In einem Versuch mit Petersilie wurde Material vorgestellt, das hinsichtlich seiner Resistenz gegen Septoria petroselini geprüft wird. Im Vergleich mit bekannten Sorten und anfälligen Standards zeigte sich eine differenzierte Anfälligkeit der verschiedenen Akzessionen. Als weitere Schaderreger wurden bonitiert: Alternaria radicina, Sclerotiniasclerotiorum, Plasmoparapetroselini, Erysipheheraclei und nicht näher spezifizierte Virosen.

 

Ein Versuch mit Arzneifenchel dient dem Vergleich der Leistung von Zuchtstämmen, die über einen längeren Zeitraum in verschiedenen Zuchtprogrammen entwickelt wurden, mit der Standardsorte ‘Berfena’. Das Material dieser Leistungsprüfung wurde im Verlauf der Pflanzenentwicklung jeweils in den folgenden Merkmalen beurteilt: Mycosphaerella-Resistenz, Kleinfrüchtigkeit und niedriger Estragolgehalt bei hohem Ätherischöl-Gehalt. Es wird zukünftigen Züchtungsarbeiten vorbehalten bleiben, diese Eigenschaften in einem einzigen Genotyp zu kombinieren.

 

Im Ergebnis eines Projektes mit Thymian entstanden mehrere cms-Linien mit ihren Maintainer- und Bestäuberlinien als Ausgangsmaterial für die Züchtung von Hybridsorten. Ausgewählte, aus dem Projekt hervorgegangene Populationen standen im Feldversuch im Vergleich zu den Standardsorten ‘Deutscher Winter’ und ‘Varico II’.

 

Nach der Besichtigung des Versuchsfeldes konnten sich die Teilnehmer der Tagung mit der neu errichteten Forschungewächshausanlage der BAZ bekannt machen. Mit 9000 m 2 Fläche, 32 Klimakammern, Trocknungsanlagen, Probenbearbeitungsräumen, Tierhaltungs- und Laborräumen und hochentwickelten Automatisierungssystemen bietet sie hervorragende Arbeitsvoraussetzungen für die Züchtungsforschung.

 

Dr. Pank, der die AG 17 bisher geleitet hat, wird am 1. Februar 2007 in den Ruhestand gehen. Deshalb verabschiedete er sich zum Schluss dieser Tagung von den AG-Mitgliedern und dankte für den interessanten fachlichen Austausch, für die gute Zusammenarbeit und alle freundlichen persönlichen Kontakte über viele Jahre. Er bat die AG-Mitglieder, die gute Zusammenarbeit mit Dr. Frank Marthe fortzusetzen, der das Fachgebiet der Züchtungsforschung an Arznei- und Gewürzpflanzen an der BAZ und auch die Leitung der AG 17 übernehmen wird. Prof. Röbbelen würdigte die vielfältigen Aktivitäten von Dr. Pank und überreichte ihm und allen Teilnehmern eine Broschüre, in der die Berichte über die 12 Tagungen der AG 17 der zurückliegenden Jahre zusammengefasst sind. Diese Broschüre kann bei Dr. Pank angefordert werden.

 

(F. Pank, Quedlinburg)

 

 

16. November 2005 in Quedlinburg mit dem Thema: "Züchtungsforschung an Arznei- und Gewürzpflanzen aus der Familie der Umbelliferen"

- 45 Teilnehmer -

 

Leitung: PD Dr. Friedrich Pank, Quedlinburg

 

Die diesjährige Vortragstagung wurde wieder wie schon in früheren Jahren gemeinsam vom Institut für gartenbauliche Kulturen der Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen Quedlinburg und der Arbeitsgruppe 17 „Arznei- und Gewürzpflanzen“ der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung veranstaltet. Die Teilnehmer waren aus ganz Deutschland, aber auch aus Bulgarien, Frankreich und Ungarn nach Quedlinburg gekommen, um über "Züchtungsforschung an Arznei- und Gewürzpflanzen aus der Familie der Umbelliferen" zu diskutieren. Umbelliferen verdienen auf Grund ihres Formenreichtums und der Vielzahl ihrer bioaktiven oder olfaktorisch bedeutsamen Sekundärstoffe die besondere Beachtung der Pflanzenzüchter. In 16 Vorträgen wurden Arbeitsgebiete angesprochen, die von großer Bedeutung für die Arznei- und Gewürzpflanzenzüchtung sind: Genetische Ressourcen mit speziellen Merkmalsausprägungen, Charakterisierung von Schaderregern als Voraussetzung einer erfolgreichen Resistenzzüchtung, züchterische Verfahren bei der Linienentwicklung, bei Resistenztests, der Anwendung molekularer Marker und rationeller chemischer Analysen sowie Übersichten zur Leistungsfähigkeit von Sorten im In- und Ausland.

 

Die Umbelliferen (Apiaceae) gehören mit etwa 446 Gattungen und 3540 Arten zu den größten Familien der Blütenpflanzen. Wegen der charakteristischen Inhaltsstoffe sind zahlreiche Arten als Nutz-, Kultur- und Giftpflanzen für den Menschen von Bedeutung. Mindestens 117 Arten (ohne Zierpflanzen) werden als Kulturpflanzen genutzt. Hauptnutzungsrichtungen sind Arzneipflanzen (41%) vor Gemüse-, Salat- und Stärkeknollenpflanzen (23,1%) und Gewürzpflanzen (19,7%) (K. Pistrick, Gatersleben) . Für die verarbeitende Industrie sind z.T. auch kleinere Mengen von weniger bekannten Arten wirtschaftlich von nicht geringer Bedeutung (E. Schneider, Marklkofen) . Die Untersuchung der Inhaltsstoffe von Akzessionen der Genbank des Institutes für Pflanzengenetik und Kulturpflanzen-forschung Gatersleben ergab eine große Variabilität der ätherischen Samenöle, und es konnten unterschiedliche Chemotypen definiert werden (H. Krüger, Quedlinburg). Forschungs- und Züchtungsaktivitäten auf molekularer Ebene sind überwiegend bei Möhre und Sellerie zu finden, nur ansatzweise bei Petersilie, Kümmel, Fenchel, Kerbel u.a.. Die mit Möhre erzielten Ergebnisse können jedoch Anregungungen für entsprechende Arbeiten auch an anderen Umbelliferenarten geben (z.B. molekulare Charakterisierung von cms-Cytoplasmen) (T. Nothnagel, Quedlinburg).

 

Schaderreger an Dill sind Mycosphaerellaanethi und die Bakterien Pseudomonassyringae und P.fluorescens. Bei der Prüfung von Resistenz gegen Pseudomonas werden Blätter durch Anschneiden mit einer in Inokulum getauchten Schere inokuliert. Parsley virus Y (ParVY) und Carrot red leaf virus (CRLV) werden mit Hilfe von Myzus persicae auf die Pflanzen übertragen, deren Wachstum nach der Infektion gehemmt wird, und die eine rötliche Färbung aufweisen (A. Kusterer, Aschersleben). Nach Evaluierung von 200 Fenchel-Akzessionen gelang die Selektion von Populationen mit stark verminderter Anfälligkeit gegen Mycosphaerella anethi. Die Resistenz wird genetisch kontrolliert und ist damit der Resistenzzüchtung zugänglich (F. Pank, Quedlinburg). Wuchshöhe und Doldenzahl - und beim zweijährigen Kümmel auch der Wurzeldurchmesser - waren mit dem Ertrag positiv korreliert. Die Merkmale wiesen eine stärkere Variabilität bei einjährigem Kümmel auf. Eine sichere Abgrenzung der einjährigen Taxa mit der Hauptkomponenten-Analyse war nicht möglich, was als Hinweis auf eine gemeinsame Entstehung gewertet werden kann (E. Németh, Budapest). Bei der Entwicklung von Linien als Komponenten für synthetische Sorten des einjährigen Kümmels bewährte sich die Erweiterung der genetischen Diversität des Ausgangsmaterials durch Kreuzung von einjährigem Kümmel mit zweijährigen Sorten. Durch Selektion auf hohen Ertrag konnte ein Abfall der Leistung der Linien nach zwei Zyklen von Selektion und Inzucht weitestgehend vermieden werden (F. Pank, Quedlinburg). An ein- und zweijährigen Kümmelherkünften wurden Alternaria-Arten (A. alternata, A. tenuissima, A. radicina), Septoria carvi, Phoma exigua, Erysiphe heraclei und in seltenen Fällen auch Mycocentrospora acerina beobachtet. Die Symptome der Doldenbräune werden durch Alternaria spp., Botrytis cinerea, Cladosporium spp., Stemphylium sp., Synchytrium aureum, Phomopsis diachenii und Fusarium spp. hervorgerufen. Beim Test von einjährigem Kümmel auf Resistenz gegen Phomopsis diachenii und Alternaria spp. bewährte sich die künstliche Infektion von Ganzpflanzen im Gewächshaus. Der PTA-ELISA erwies sich als wertvolle Ergänzung der visuellen Bonitur (J. Gabler, Aschersleben). Im Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben sind derzeit 457 Koriander-Akzessionen verfügbar. Lagerung bei -15°C und einer rel. Luftfeuchtigkeit von <10% erhält die Keimfähigkeit auf hohem Niveau (95%) seit 1975. Zur Differenzierung des Materials eigneten sich besonders Anzahl und Form der Blätter, Pflanzenhöhe, Blütenfarbe und Form und Tausendkorngewicht der Samen (U. Lohwasser, Gatersleben.). Die Züchtung von Petersilie ist in Europa vorwiegend auf die Entwicklung von mooskrausen Sorten für den Frischmarkt ausgerichtet. Wichtige Zuchtziele sind Wüchsigkeit, große Blätter, Krankheitsresistenz, Resistenz gegen Septoria, Mehltau (Plasmopara nivea) und Sclerotinia, hoher Trockenmassegehalt und gute Sensorik (L. van Niekerk, Darbonne/F). Alternaria radicina ist mit dem Saatgut übertragbar und schädigt vor allem die Keimlingspflanzen von Petersilie und Dill (U. Gärber u. E. Nega, Kleinmachnow). Septoria petroselini verursacht Blattflecken an der Petersilie. Beim Screening einer umfangreichen Sammlung wurden Genotypen mit verminderter Anfälligkeit gefunden, die als Ausgangsmaterial für die Entwicklung resistenter Linien verwendet werden können (F. Marthe, Quedlinburg ).

 

Moderne analytische Methoden gestatten eine erhebliche Steigerung der Effizienz bei der Untersuchung der Inhaltsstoffe an Zuchtmaterial der Umbelliferen. Zu diesen Methoden gehören: Festphasen-Mikroextraktion (SPME), Mikro-destillation, simultane Destillation/Extraktion (SDE) und vor allem schwingungs-spektroskopische Messungen, die den Vorteil einer zerstörungsfreien, raschen und vergleichsweise einfachen Arbeitsweise aufweisen (H. Schulz, Quedlinburg.).

 

Der Anbau von Umbelliferen hat in Bulgarien eine große Bedeutung (Koriander: 77 620 ha, 77 658 t im Jahre 2004). Es wurde eine Übersicht der verfügbaren Sorten von Dill, Knollen- und Schnittsellerie, Kümmel, Koriander, Kreuzkümmel, Blatt- und Wurzelpetersilie und Anis gegeben (R. Todorova, Sofia/BG). Das von der Fa. N. L. Chrestensen Erfurter Samen- und Pflanzenzucht GmbH Erfurt erhaltungszüchterisch bearbeitete Sortiment umfasst Koriander, Petersilie, Fenchel, Dill, zwei- und einjährigen Kümmel (W.D. Blüthner, Erfurt).

 

Die Tagung vermittelte eine Fülle wertvoller Informationen und Anregungen für die weitere Arbeit. Allgemein kann festgestellt werden, dass in vielen Bereichen durch die Züchtungsforschung ein guter Vorlauf geschaffen wurde, auf den die Saatzuchtbetriebe bei Züchtung neuer Arznei- und Gewürzpflanzen-Sorten zurückgreifen können. Die Zusammenfassungen der Vorträge wurden den Teilnehmern zur Tagung als Broschüre ausgehändigt. Die Ergebnisse ausgewählter Beiträge werden in der Zeitschrift für Arznei- & Gewürzpflanzen veröffentlicht.

 

(F. Pank, Quedlinburg)

 

 

Bericht der 5. Fachtagung Arznei- und Gewürzpflanzen des Deutschen Fachausschusses für Arznei-, Gewürz- und Aromapflanzen am 7.-9. September 2004 in Jena

- 210 Teilnehmer -

 

Fachliche Leitung: PD Dr. Friedrich Pank, Quedlinburg
Organisation: Dr. A. Vetter, Dornburg

 

Die Tagung fand in den Räumen der Friedrich-Schiller-Universität Jena statt. An der fachlichen Gestaltung beteiligten sich die mit Arznei- und Gewürzpflanzen befassten Arbeitsgruppen der Gesellschaft für Arzneipflanzenforschung, der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften und der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung. Die ausgezeichnete Organisation der Veranstaltung durch die Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft  als Gastgeber schaffte beste Voraussetzungen für den Austausch neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse auf diesem speziellen Sektor der Pflanzenproduktion. Unter dem Thema "Chancen und Herausforderungen einer zeitgemäßen Arznei- und Gewürzpflanzenproduktion" wurde in 31 Vorträgen und 80 Postern auf aktuelle Fragen in den Sektionen Marktentwicklung und Betriebswirtschaft, Züchtung, Erzeugung von Saat- bzw. Pflanzgut, Anbauverfahren für eine kontrolliert-integrierte Produktion und den Ökolandbau, Nacherntebehandlung und Verarbeitung, Spezielle pharmazeutische Aspekte der Arzneipflanzenproduktion und Qualitätssicherung eingegangen.
 
Die Ziele von Züchtungsforschung und Züchtung werden vom Umfeld bestimmt, in dem heute Arznei- und Gewürzpflanzenproduktion stattfindet: Die angestrebte Steigerung des Bedarfes an Arznei- und Gewürzpflanzendrogen ergibt sich aus dem ungebrochenen Trend zu Naturprodukten in Deutschland als einem der Länder mit dem höchsten Verbrauch, aus der Einführung neuer Arzneipflanzenarten und der Entdeckung neuer Inhaltsstoffe in traditionell genutzten Arten, aus der Erhöhung des Bedarfes ökologisch produzierter Droge und aus der Erschließung neuer Anwendungen z. B. in den Bereichen Nahrungs- und Futterergänzungsmittel, Kosmetik und natürliche Pflanzenschutzmittel. Gute Wettbewerbschancen für den heimischen Anbau ergeben sich aus einem hohen Niveau der Qualitätssicherungssysteme, den vielfältigen Aktivitäten zur Züchtung von leistungsstarken Sorten, aus der Nutzung der Ergebnisse angewandter Forschung zur Lösung von Problemen der Primärproduktion insbesondere für Inkulturnahme, Anbautechnik und Pflanzenschutz auch unter Berücksichtigung ökologischer Produktionsweisen und aus der Entwicklung technologischer Lösungen für die Produkt-Veredelung bereits in der Landwirtschaft (z.B. durch Extraktion oder Destillation). Herausforderungen für diesen speziellen Zweig der pflanzlichen Produktion sind neue Qualitätsparameter, die unter Berücksichtigung jüngster wissenschaftlicher Erkenntnisse z. B. zur biologischen Wirksamkeit von Inhaltsstoffen festgesetzt werden. Besondere Probleme bereiten dabei Kontaminanten und neuerdings als Risikosubstanzen eingestufte Inhaltsstoffe. Probleme verursachen überdies die restriktive Gesetzgebung im Pflanzenschutzmittelbereich, der zu erwartende Absatzrückgang bei Arzneipflanzen infolge der Gesundheitsreform und die hohen Produktionskosten in Deutschland verursacht z.B. durch hohe Löhne und steigende Energiekosten, sowie die Verschärfung des Wettbewerbs durch die Osterweiterung der EU.
 
Beiträge aus den Bereichen Züchtungsforschung und Züchtung bezogen sich u.a. auf folgende Themen: Die indikationsspezifische bioassay-gestützte Selektion ermöglicht es dem Züchter, die therapeutische Wirksamkeit von Genotypen direkt zu testen anstatt den therapeutischen Effekt indirekt anhand des Gehaltes an bestimmten Inhaltsstoffen zu beurteilen. Durch Anwendung eines geeigneten Resistenztestes und mehrerer Selektionsschritte konnten Johanniskraut-Linien entwickelt werden, die keinen bzw. einen nur sehr geringen Befall mit der Johanniskrautwelke aufwiesen. Auch gelang die Entwicklung sexueller Linien des zumeist fakultativ apomiktischen Johanniskrautes. Weniger erfolgreich war jedoch eine Auslese auf Linien, die zugleich einen hohen Hypericin- und Hyperforingehalt aufweisen. Die Kreuzung von Johanniskrauttypen mit unterschiedlicher Ausprägung der Apomixie/Sexualität und unterschiedlichen Ploidiegraden ergab, dass unterschiedliche Ploidiestufen der Eltern den Samenansatz beeinträchtigen. Die Nachkommen wiesen unterschiedliche Grade der Apomixie und Ploidie auf. Bei einem großen Anteil der Pflanzen in Thymianpopulationen treten Übergangsstufen zwischen männlich sterilen und hermaphroditischen Formen auf, die durch Blütengröße, Antheren- und Pollenmorphologie und durch die Pollenvitalität charakterisiert werden können. Durch Kreuzung von Thymus pulegioides und Thymus vulgaris entstanden spaltende Nachkommenschaften, aus denen Genotypen mit erwünschter Merkmalsausprägung ausgelesen werden können. Der Vergleich der Eigenschaften verschiedener Thymiansorten zeigte, dass sich die Ausprägung der meisten Merkmale  in Abhängigkeit vom Standjahr erheblich ändern kann.

Mittels molekulargenetischer Verfahren konnten verschiedene Subspezies der Artischocke differenziert werden. Durch Screening eines umfangreichen Petersiliensortimentes wurden Genotypen mit partieller quantitativer Resistenz gegenüber der Septoria-Blattfleckenkrankheit ermittelt, die als Ausgangspopulationen für die Züchtung resistenter Sorten dienen können. Weiterhin wurden Ergebnisse der Evaluierung zahlreicher Akzessionen von Baldrian, Echtem Sonnenhut, Grindelia spp., Johanniskraut, Kamille, Koriander, Leindotter, Oregano, Rosen und Sterculia urens vorgestellt. Durch geeignete Gestaltung des Temperaturregimes konnte die Keimung von Traubensilberkerzen-Samen gefördert werden. Die vegetative Vermehrung kann durch Bildung somatischer Embryonen rationalisiert werden. Zur Vorauswahl bei der Selektion auf hohen Ätherischöl-Ertrag des Bohnenkrautes empfiehlt sich die Beschränkung auf Pflanzen mit großem Buschdurchmesser. Durch wiederholte Selektion bei Infektion durch einen Spreader im Freiland konnte die Mycosphaerella-Resistenz ausgewählter Fenchel-Populationen deutlich gesteigert werden. Die Organogenese von Borretschkalli auf der Basis von Petiolen gelang mit einer geeigneten Hormonkombination. Wesentlich schwieriger erwies sich die Embryogenese. Die molekulare Klassifizierung von Arten der Gattung Allium ergab zahlreiche neue Erkenntnisse bezüglich der verwandtschaftlichen Beziehungen. In einer spaltenden F2-Generation der Kreuzung von Majoran und Dost konnten Einzelpflanzen mit Hilfe von Mikrosatelliten-DNA-Sequenzen unterschieden werden. Es wurden die optimalen Bedingungen für die in vitro-Vermehrung von Italienischem Currykraut ermittelt.

Den Tagungsteilnehmern wurde Gelegenheit gegeben, den Botanischen Garten der Stadt Jena zu besuchen und sich im Thüringer Zentrum Nachwachsende Rohstoffe der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft in Dornburg mit Arbeiten zur Extraktion und Destillation bekannt zu machen. Exkursionen führten zur Pharmaplant GmbH Artern, die vorwiegend im Auftrage von Pharma-Unternehmen Untersuchungen zur Inkulturnahme, Herkunftsprüfung, Anbauoptimierung, Nacherntetechnologie und Neu- und Erhaltungszüchtung durchführt; weiterhin zur Agrargenossenschaft Nöbdenitz e.G., wo seit vielen Jahren Arznei- und Gewürzpflanzen großflächig angebaut werden und alle erforderlichen Spezialausrüstungen vorhanden sind. Einen Einblick in die Verarbeitung bekamen die Tagungsteilnehmer in der Kräutermühle Kölleda und bei der Firma Goldmännchen Tee in St. Gangloff (D).
Kurzfassungen der Vorträge und Poster werden in einem Tagungsband gedruckt, der beim Tagungsbüro (c.ormerod@dornburg.tll.de) bestellt werden kann. Ausgewählte Beiträge werden als wissenschaftliche Originalarbeiten in der Zeitschrift für Arznei- & Gewürzpflanzen veröffentlicht werden.

 

(F. Pank, Quedlinburg)