Hintergrund und Zielsetzung

Das durch den Pilz Hymenoscyphus fraxineus verursachte Eschentriebsterben schreitet auch in Mecklenburg-Vorpommern mit unverminderter Aggressivität voran. Besonders gravierend sind die damit einhergehenden wirtschaftlichen und ökologischen Schäden im küstennahen Raum, wo die Esche auf Nassstandorten oft als alleinige Baumart vorkommt. Für eine baldige Wiederbewaldung der kalamitätsgeschädigten Flächen werden daher Eschenpflanzen mit einer hohen (genetisch determinierten) Resistenz gegenüber dem Pilz in ausreichend großer Anzahl benötigt.

Eine sehr kleine Anzahl der vorkommenden Eschen (ca. 1 bis 2%) verfügt über diese genetisch bedingte und vererbbare erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Pilzbefall. Basierend auf dieser Erkenntnis wurde dieses Forschungsprojekt als Verbundvorhaben der Landesforst MV und dem Johann Heinrich von Thünen-Institut (Institut für Forstgenetik) auf den Weg gebracht. Ziel des Projektes ist es, mit Pfropflingen solcher Bäume eine genetisch vielfältige Samenplantage anzulegen.

Im Teilprojekt 2 werden die ausgewählten Plusbäume molekulargenetisch und phytopathologisch charakterisiert. Es werden Erkenntnisse zur genetischen Variabilität und Diversität der Esche in Norddeutschland gewonnen. Für den molekulargenetischen Nachweis des Pilzes werden die entsprechenden Marker entwickelt und angewendet. Die für die vegetative Vermehrung von Eschen notwendigen Verfahren werden optimiert. Von den ausgewählten Plusbäumen werden Pfropflinge in ausreichender Anzahl für die geplante Samenplantage erzeugt. Verfahren der Gewebekultur werden weiterentwickelt, um Pfropfunterlagen mit hoher Resistenz zu vermehren. Die Resistenz der Pfropflinge der Plusbäume wird in einem zweistufigen Verfahren (Ascospore- und Holzchiptest) überprüft.

Im Rahmen einer Projektverlängerung werden Nachkommenschaftsprüfungen angelegt, Vaterschaftsanalysen durchgeführt und die Gewebekultur von ausgewählten Plusbäumen etabliert.

Vorgehensweise

Das Gesamtziel des Vorhabens besteht im Aufbau einer Samenplantage mit Zuchtbäumen der Gemeinen Esche (Fraxinus exelsior L.), die sich durch gute Resistenz gegenüber dem Chalara-Eschentriebsterben, das durch den Pilz Hymenoscyphus fraxineus hervorgerufen wird. Dafür werden gesund erscheinende Bäume hauptsächlich in Mecklenburg-Vorpommern ausgelesen und mit molekular-genetischen Markern (Kern-Mikrosatelliten) charakteirisiert. Darüber hinaus werden sie auf möglichen Befall durch den Schaderreger mittels Kultuvierungsmethooden und molekular-genetischen Methoden untersucht. Es werden Erkenntnisse zur genetischen Konstitution der Esche in Mecklenburg-Vorpommern und ihrer Anfälligkeit gegenüber dem Eschentriebsterben sowie zur Verbreitung des Pilzes und seiner genetischen Variabilität gewonnen. Das Projekt wird gemeinsam mit der Landesforst Mecklenburg-Vorpommern bearbeitet.

Unsere Forschungsfragen

Wie hoch ist die genetische Diversität der Esche des Erregers des Eschentriebsterbens (Hymenoscyphus fraxineus in Norddeutschland?

Welche Resistenzmechanismen gibt es bei der Esche?

Sind gesund erscheinende Eschen tatsächlich resistent gegenüber dem Errreger des Eschentriebsterbens?

Ergebnisse

Ein Protokoll zur Analyse von Mikrosatelliten der Esche, welches drei Primersets mit 16 Primerpaaren umfasst, wurde entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Es konnten keine deutlichen Populationsunterschiede zwischen den untersuchten Eschenbeständen in Mecklenburg-Vorpommern aufgedeckt werden.

Die Neu- und Weiterkultivierung verschiedener Isolate von Hymenoscyphus fraxineus wurden durchgeführt. Der Nachweis des Erregers im Gewebe symptomatischer Blätter mittels real-time-PCR war möglich.

Für die Samenplantage in Tressow mit 126 Klonen und 1159 Pfropflingen wurde das Design erarbeitet.

Resistenz der Pfropflinge wurde mittels Ascosporen- und ein Holzchiptest überprüft. Im Ergebnis der Resistenztests der Pfropflinge konnten 26 Plusbaumklone wegen erhöhter Krankheitsanfälligkeit nicht in die Samenplantage aufgenommen werden.

Pilzisolate vom Standort Waldsieversdorf erwiesen sich beim Datenbankabgleich mit Referenzproben von anderen deutschen Standorten nicht als unikat.

Als Pfropfmethoden für die vegetative Vermehrung der Plusbäume wurden die Kopulation und die Geißfußpfropfung von Reisern mit Endknospe im März im Gewächshaus verwendet. In Summe wurden von 152 Plusbäumen 3487 Pfropfungen durchgeführt. Als Unterlagen kamen Pflanzen aus der Gewebekultur (von resistenten Ausgangsbäumen) und Sämlinge (zu 49 %) zum Einsatz. Der Anwuchserfolg lag bei 73 %.

Für die In-vitro-Vermehrung resistenten Klone wurden verschiedene Nährmedien getestet und modifiziert. Etwa 2150 Pflanzen von 23 Klonen wurden in Erde überführt und teilweise als Pfropfunterlagen verwendet.

Bei Vaterschaftsanalysen von fünf Einzelbaumnachkommenschaften wurden mehrere große Vollgeschwisterfamilien identifiziert. Diese können in zukünftigen Projekten für z.B. QTL-Analysen genutzt werden.

Es wurden zwei Nachkommenschaftsprüfungen mit 25 bzw. 30 Prüfgliedern angelegt. Der Anwuchserfolg war mit 95 bzw. 88 % gut.