Wuchsverhalten und Trockenstresstoleranz in einem Roteichen-Herkunftsversuch sowie Auswahl von Plusbäumen

Hintergrund und Zielsetzung

RubraSelect soll die Grundlagen für die zukünftige Versorgung des Marktes mit hochwertigem und
anpassungsfähigem Vermehrungsgut der Roteiche (Quercus rubra L.) für das ganze Bundesgebiet
schaffen. Das Vorhaben widmet sich einerseits der Auswahl und Vermehrung von Plusbäumen
(herausragenden Phänotypen) und andererseits der Untersuchung ihrer Herkunft und genetischen Vielfalt
sowie ihres Anpassungspotenzials. Die Plusbaumauslese wird sowohl in Beständen als auch in den
Flächen eines Herkunftsversuchs durchgeführt. Die Auswahl der Plusbäume soll basierend auf Qualitäts-,
Wachstums-, Vitalitätsmerkmalen und genetischen Markern (SNPs) stattfinden. Bei der Überprüfung des
Anpassungspotenzials sollen Biomarker bei den Plusbäumen angewendet werden. Ferner werden die
Nachkommen auf ihre Reaktion gegenüber Trockenheit hin geprüft, um so die genetische Veranlagung der
Plusbäume hinsichtlich Trockenstresstoleranz zu bewerten.
Des Weiteren befasst sich das Projekt mit der genetischen Basis von Wuchsleistung und
Trockenstresstoleranz bei der Roteiche. In diesem Vorhaben sollen unter anderem Metabolite und
Transkripte als Marker für Trockenstresstoleranz identifiziert und verifiziert werden, die
Anpassungsprozesse regulieren und ermöglichen. Mithilfe einer genomweiten Assoziationsstudie sollen
Genmarker für Trockenstresstoleranz entwickelt werden.

Vorgehensweise

Die Arbeitsziele vom Teilvorhaben des Thünen-Institut für Forstgenetik sind
(1) die Erfassung der phänotypischen Variation in Abhängigkeit von unterschiedlichen
Standortbedingungen (AP7),
(2) die Analyse der Reaktion des Durchmesserzuwachses während und im Nachgang von Trockenjahren
(AP9) und
(3) die Auswahl von Plusbäumen und deren vegetative Vermehrung als Grundlage für die Anlage einer
Samenplantage (AP10) sowie
(4) Berichte und Vorstellung der Ergebnisse in Fachzeitschriften und auf Tagungen (AP11)

Ergebnisse

• Herkunftsunterschiede im Wachstum und in der Klimasensitivität entlang des Umweltgradienten der drei Versuchsflächen ermöglichten die Identifizierung von geeigneten Herkünften zur Bereitstellung von hochwertigem forstlichen Vermehrungsgut für die forstliche Praxis.
• Signifikante Herkunft-Umwelt-Interaktionen ließen die Ausweisung von Generalisten und Spezialisten zu, was für eine Verbesserung von Herkunftsempfehlungen genutzt werden kann.
• Die Jahrringanalyse identifizierte Sommertrockenheit als wachstumslimitierenden Faktor und eine Abhängigkeit der Frühjahrstemperaturen auf das Wachstum.
• Die Reaktion in holzanatomischen Merkmalen zeigte eine hohe Plastizität in Abhängigkeit der Standortbedingungen und damit die breite Standortamplitude dieser Baumart. Signale lokaler Anpassung konnten nicht beobachtet werden.
• Deutsche Herkünfte waren charakterisiert durch eine hohe Wuchsleistung und eine hohe Toleranz gegenüber Spätfrost. Die Toleranz gegenüber Trockenheit war marginal niedriger verglichen mit langsam wachsenden Herkünften aus dem Ursprungsgebiet. Ihre überlegenen Eigenschaften auf allen drei Standorten lassen eine Ausweisung als geeignete Generalisten zur Implementierung in Herkunftsempfehlungen zu.
• Herkünfte aus Kanada zeigten sich als Spezialisten auf dem kontinentalen Standort mit einer hohen Toleranz gegenüber Trockenheit. Diese Beobachtung ist unter Berücksichtigung steigender Temperaturen vielversprechend zur Auffrischung der genetischen Diversität.
• Herkünfte aus dem südlichen Bereich des natürlichen Verbreitungsgebietes kommen für einen Anbau in Deutschland aufgrund schlechter Eigenschaften nicht in Frage.
• Ein unterschiedliches Austriebsverhalten deutet auf stattgefundene Selektionsprozesse bei den deutschen Herkünften hin, wodurch diese besser an Spätfröste angepasst sind.
• Die Beerntung und wiederholte vegetative Vermehrung von 50 Plusbäumen brachte nicht den gewünschten Anwuchserfolg für die Anlage einer Samenplantage.