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Auslese- und Kombinationszüchtung

Die Auslese- und die Kombinationszüchtung sind die ältesten Formen der Pflanzenzüchtung. Dabei werden aus Wildpflanzen diejenigen mit vorteilhaften Eigenschaften ausgewählt und nur ihre Samen für eine erneut Aussaat verwendet. Durch das Auftreten von zufälligen Mutationen oder das Einkreuzen anderer Arten ist zum Beispiel aus dem Einkorn unser heutiger Weizen entstanden.

Poster "Auslesezüchtung" Zu Beginn der Steinzeit lebten Menschen als Jäger und Sammler. In der Epoche, die man heute als Junsteinzeit bezeichnet, wurden sie sesshaft und es traten erste Formen von Ackerbau und Viehzucht auf.

Schon bald fiel den ersten Ackerbauern auf, dass manche Getreidepflanzen bessere Eigenschaften aufwiesen als andere. Im nächsten Jahr nutzten sie dann nur die Samen dieser Pflanzen zur Aussaat. Alle anderen wurden von der Vermehrung ausgeschlossen. Durch diese Auslese entstanden, über viele Generationen hinweg, so die ersten kultivierten Nutzpflanzen.

Aber nicht immer reicht eine reine Auslese der besten Vertreter einer Art aus um zum gewünschten Zuchtziel zu gelangen. Manchmal hilft erst eine Kombination aus Genen verschiedener Pflanzen. Das kann zufällig passieren oder vom Menschen herbeigeführt werden. Gemäß der ersten Mendel'schen Regel sind die Nachkommen der ersten Tochtergeneration (F1-Generation) uniform. Das bedeutet, dass sie alle die gleichen Merkmale besitzen. Problematisch wird es in der  Enkel- und Urenkelgenerationen, hier spalten sich die Merkmale wieder auf. Deshalb ist es notwendig, über mehrere Generationen hinweg die geeigneten Nachkommen zu selektieren (auszuwählen).

Ziele bei der Züchtung von Nutzpflanzen

1. Vergrößerung des nutzbaren Pflanzenorgans (größere Körner, größere Samen)
2. stabile Ährenspindel bzw. keine automatische Öffnung der Schoten
3. Gleichzeitige Reifung aller Samen oder Früchte
4. Elimination der Samenruhe (Dormanz)
5. Aufrechtes Wachstum
 

  

Vom Einkorn zum WeizenPoster "Evolution des Weizen"

Eine der ersten kultivierten Getreidearten war das Wildeinkorn (Triticum urartu). Es ist ein anspruchsloses Süßgras mit guter Krankheitsresistenz. Jedoch bildet Wildeinkorn nur wenige kleine Körner und hat eine brüchige Ährenspindel. Durch beständige Auslese der besten Einzelpflanzen züchteten die Menschen aus dem Wildeinkorn das kultivierte Einkorn (Tritium monococcum) mit größeren Körnern und fester Ähre.

Diese Art der Auslese allein hätte aber nicht ausgereicht um aus dem Einkorn unseren heutigen Weizen zu züchten. Dabei kam unseren Vorfahren auch der Zufall zu Hilfe.

Durch spontane - also zufällige - Kreuzung mit einem anderen wilden Gras (Aegilops speltoides)* entstand der wilde Emmer (Triticum dicoccoides), auch Zweikorn genannt. Die beiden Elternlinien besaßen jeweils einen diploiden Chromosomensatz; jedes Chromosom lag doppelt im Zellkern vor. Bei der Kreuzung kam es zu einer Verdoppelung der elterlichen Chromosomensätze, sodass der Emmer tetraploid ist. Organismen, in denen Chromosomensätze aus unterschiedlichen Arten vorliegen, bezeichnet man als allopolyploid.

     Kreuzung von Urahnen des Weizen - Verdopplung der Chromosomensätze   

 

Aus dem wilden Emmer wählten Ackerbauern über viele Generationen hinweg wiederum die besten Pflanzen aus und es entstand der kultivierte Emmer (Triticum dicoccum). Dieser Emmer ist ein Vorläufer der ebenfalls tetraploiden Weizenart Hartweizen (Triticum durum), die besonders wichtig für die Herstellung von Nudeln und ähnlichen Teigwaren ist.

Wirtschaftlich und für unsere Ernährung bedeutsamer ist jedoch Weichweizen, der sogar einen hexaploiden Chromosomensatz aufweist. Der zusätzlich diploide Chromosomensatz kam vermutlich durch eine spontane Kreuzung mit dem diploiden Gras Aegilops tauschii* in das Genom. Dabei entstand zunächst der Dinkel (Triticum spelta) aus dem durch weitere Züchtung der Weichweizen (Triticum aestivum) entstand. Weichweizen ist ein wichtiger Ausgangsstoff für die Produktion von Brot und anderen Backwaren. Inzwischen ist Weizen nach Mais das am zweithäufigsten angebaute Getreide der Welt.

Entstehung des hexaploiden Chromosomensatzes von Dinkel

 
 
 *wird manchmal als Triticum speltoides, manchmal als Aegilops speltoides bezeichnet, das gleiche bei Triticum/Aegilops squarrosa

 

Was ist Triticale?Poster "Triticale"

Die Getreideart Triticale ist vielen unbekannt. Dabei ist Triticale nichts weiter als eine Kreuzung aus Weizen und Roggen. Ziel dieser Kreuzung war es, die guten Eigenschaften beider Arten zu vereinen und die schlechten Eigenschaften auszulöschen.

Roggen hat keine hohen Ansprüche an Boden oder Klima und wächst auch auf nährstoffarmen Böden relativ gut. Dafür liefert er aber im Vergleich zum Weizen niedrigere Ernteerträge.

Weizen braucht einen ausgezeichneten Boden und viel gutes Wetter, bringt dafür aber auch viele qualitativ hochwertige Körner mit guten Klebeeiweißen (wichtig beim Backen) hervor.

Bestäubt man Weizenblüten mit dem Pollen von Roggenpflanzen so entsteht Triticale. Der Name dieser künstlichen Getreideart setzt sich aus den lateinischen Namen der beiden Elternpflanzen zusammen: Triticum, der Weizen, und Secale, der Roggen.

Jedes Elternteil vererbt die Hälfte seines Chromosomensatzes an die Nachkommen weiter. Das Problem hierbei ist, dass der zur Kreuzung verwendete Hartweizen tetraploid ist, also jedes Chromosom vier Mal besitzt, und der Roggen nur diploid, also mit je zwei Chromosomensätzen ausgestattet ist. Die Triticale erbt demzufolge drei Chromosomensätze, zwei vom Weizen und einen vom Roggen. Triploide Pflanzen wie Triticale sind oft unfruchtbar, weil bei einer Zellteilung die Chromosomen, aufgrund ihrer ungeraden Anzahl, nicht gleichmäßig auf die Keimzellen aufgeteilt werden können.

       Kreuzung von Weizen und Roggen

Deshalb unterzog man die Keimlinge einer Colchizinbehandlung. Dadurch wurde der Chromosomensatz in den Keimzellen verdoppelt und die Triticale besaß daraufhin einen sechsfachen Chromosomensatz. Damit ist sie fruchtbar und zur Ausbildung eigener Keimzellen fähig.

 

Vom Wildkohl zu den heutigen Kohlsorten

Poster "Entstehung der Kohlsorten"Rotkohl, Weißkohl, Blumenkohl, Brokkoli und Kohlrabi – dass diese Pflanzen verwandt sind, erkennt man inzwischen nur noch an ihren Namen. Ihr Aussehen ist komplett unterschiedlich und doch haben sie sich alle aus einer Wildart entwickelt: dem Gemüsekohl oder auch Wildkohl. Er stammt ursprünglich aus dem Mittelmeerraum und wächst vor allem an den Küsten Griechenlands, Italiens, Frankreichs und Spaniens.

Doch welche Pflanzenteile sind es eigentlich, die wir bei den einzelnen Kohlarten verzehren? Am einfachsten lässt sich diese Frage beim Grünkohl beantworten, von ihm verzehren wir die verdickten Blätter. Auch von Rotkohl, Weißkohl und Wirsing essen wir die Blätter und die Kohlrabiknollen sind nichts weiter als verdickte Sprossachsen. Doch um was handelt es sich bei Blumenkohl, Romanesco und Brokkoli? Hier landen die noch nicht voll entwickelten Blütenstände auf unseren Tellern. Wenn man die Pflanzen nicht rechtzeitig erntet, sondern weiter wachsen lässt, sieht man bald blühenden Kohl anstatt des typischen Kohlkopfes.

Der Chinakohl ist übrigens näher mit Raps und Rüben verwandt, als mit den übrigen Kohlsorten.

       

Verwandte Begriffe
Frag die Erbse

Die Broschürenreihe "Frag die Erbse" beschäftigt sich mit Geschichte und Grundlagen der Pflanzenforschung, moderner Pflanzenzüchtung und den Auswirkungen auf Ökologie und Umwelt.

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Termine
Samstagführung Mai 30.05.2015 14:00 - 16:00
Samstagführung Juni 27.06.2015 14:00 - 16:00
Kommende Termine…
Anfahrt

Der Treffpunkt für die Komm ins Beet-Veranstaltungen ist das Zentralgebäude der drei Max-Planck-Institute im Wissenschaftspark Golm. Eine detailierte Anfahrtsbeschreibung findet sich hier.