Genetische Grundlagen der Halmverkürzung (Dwarfismus) beim Weizen und Möglichkeiten der züchterischen Nutzung

Zusammenfassung Im internationalen Maßstab führte die Einbeziehung von Formen mit einer genetisch determinierten reduzierten Pflanzenlänge in Weizenzüchtungsprogrammen zu nachweisbaren Ertragsverbesserungen. Unter diesem Aspekt werden die genetischen Grundlagen der drei Hauptverzwergungsformen des Weizens (Semidwarfs, Hybrid-Dwarfs, Stunting-Dwarfs) beschrieben. Den Schwerpunkt bilden dabei die Semidwarf-Formen, die sich auf der Grundlage ihrer Reaktion gegenüber exogen applizierter Gibberellinsäure nochmals in GA-sensitive und GA-insensitive Genotypen unterteilen lassen. Neben einer Reduzierung der Pflanzenlänge und damit Verbesserung der Standfestigkeit werden durch die Semidwarf-Gene eine Reihe weiterer züchterisch wichtiger Merkmale wie beispielsweise die Einzelährenfertilität, die Anzahl ährentragender Halme je Pflanze oder die -Amylase-Aktivität im Korn beeinflußt. Die genetischen Effekte auf die Ausprägung solcher Merkmale werden dargelegt.

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Genetics of reduced plant height (dwarfism) in wheat and its significance in breeding

Summary The introduction of varieties with a reduced plant height into breeding programms led to higher yields in most of the wheat producing countries during the last four decades.The genetical basis of the three main groups of phenotypic dwarfness (semidwarfs, hybrid-dwarfs, stunting-dwarfs) of wheat is reviewed. Because most of the genetical analysis of reduced plant height has been done within the semidwarfs which show, in addition, differential reaction to exogenous applied gibberellic acid special emphasis was given to the two categories of GA₃ responders, sensitive and insensitive ones.The semi-dwarfing genes affect some further characters with importance in breeding, e.g. single ear fertility, number of ears per plant or -amylase activity in grains. The genetical (pleiotropic) effects of the semi-dwarfing genes on these characters are discussed.

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Zur quantitativ-genetischen Analyse der Ertragskomponenten beim Kürbis

Zusammenfassung Die Angaben eines 4jährigen Anbaus von zwei ingezüchteten Elternstämmen (buschförmigerCucurbita pepo L.) mit ihren F₁- und F₂-Generationen wurden für eine Analyse der Ertragskomponenten (reife Früchte) ausgewertet. Es wurde eingehend die Variabilität zwischen den Pflanzen, zwischen den Jahren und zwischen den Generationen verglichen und diskutiert. Folgende genetische Konsequenzen der Untersuchung sind wahrscheinlich:1. Die Anzahl der reifen Früchte je Pflanze ist stark umweltabhängig und zeigt eine Tendenz zu Heterosis.2. Das durchschnittliche Gewicht einer Frucht läßt sich am wenigsten von den Jahresbedingungen beeinflussen (hohe Heritabilität) und vererbt sich intermediär.3. Das daraus resultierende Gewicht der Früchte je Pflanze ist (wie die Fruchtanzahl) stark umweltabhängig; das hohe Fruchtgewicht vererbt sich aber dominant, wahrscheinlich deswegen, weil die Heterosistendenz der Anzahl der Früchte nicht genügend stark ist, um die konservative Heritabilität des Einzelfruchtgewichtes zu durchbrechen.4. Die Variabilität der F₂-Generation war für alle Merkmale stärker als die der F₁, die Mittelwerte der Merkmale aber waren für F₁ und F₂ nicht signifikant verschieden.

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Summary Data of a four years growing of two inbred parent lines (Zucchini, bush,Cucurbita pepo L.) and their F₁- and F₂-generations have been used for an analysis of yield components (ripe fruits). Variability between plants, between years and between generations was thoroughly compared and discussed. The following genetic consequences of the investigation are probable:1. The number of ripe fruits per plant is highly dependent on the environment and shows a tendency towards heterosis.2. The mean weight of one fruit is least influenced by the conditions during the year (high heritability) and shows intermediary inheritance.3. The weight of the fruits per plant resulting from the above (as well as the number of fruits) is highly influenced by the environment; the high weight of fruits is dominant. The reason for this may be, that the tendency for heterosis concerning the number of fruits is not potent enough to break the conservative heritability of single fruit weight.4. The variability in F₂ was found to be larger for all characters than in F₁ but both generations showed no significant differences in the mean values of the characters tested.

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F₁, F₂, (Cucurbita pepo L., ) 4 ; . , . , :1. ; .2. ( ); .3. , , ( ), , , , , , .4. F₂ , F₁, F₁ F₂ - .

     

Ergebnisse und Probleme bei der züchterischen Nutzung transgener Pflanzen

Zusammenfassung Die vorwiegend bei Tabak, Petunie und Tomate gewonnenen Erkenntnisse über die genetischen Eigenschaften transgener Pflanzen werden referiert und hinsichtlich ihrer Bedeutung für die pflanzenzüchterische Nutzung von Gentechnik und Gentransfer diskutiert. Die aus einem Transferexperiment hervorgehenden transgenen Pflanzen variieren hinsichtlich des Expressionsniveaus und der Transmissionsstabilität des transferierten Gens sowie als Folge von insertionsbedingten und spontanen (somaklonalen) Mutationen. Die bei züchterischen Gentransferprogrammen angestrebte verbesserte Sorte (Linie, Klon) kann daher nur in einem Selektions- und Vermehrungsprozeß durch kombinierten Einsatz von molekulargenetischen und konventionell-züchterischen Prüfverfahren gewonnen werden. Die zweckmäßige Gestaltung dieses Prozesses hängt vom Reproduktionsmodus der betreffenden Pflanzenart, möglichen Kriterien zur Früherkennung des züchterischen Wertes sowie möglichen Pleiotropien und Genotypspezifitäten in der Wirkung des transferierten Gens ab.

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Results and problems in the use of transgenic plants for crop improvement

Summary Transgenic plants have been obtained by bothAgrobacterium-mediated and direct gene transfer methods in tobacco, petunia, tomato, and very recently also in other plant species. In this review we summarize the results of molecular and genetical analyses of transgenic plants and discuss their implications with the use of recombinant DNA technology for crop improvement.These results indicate that by the methods presently available it is possible to insert a foreign gene into the plant genome in a highly stable and fully functional form without altering other characters of this plant variety. However, this ideal type of a transgenic plant has to be selected from a large number of less favourable transfer products. The transgenic individuals generated in a single transfer experiment vary with respect to the number, structure and chromosomal localization of the gene copies integrated, and consequently differ in the expression and stability of the foreign gene. Moreover, their genotype may have been changed by insertional and spontaneous (somaclonal) mutations. Whether or not a foreign gene is capable of improving a given variety, can therefore only be decided by testing a series of transgenic lines. These tests obviously cannot be confined to screening the primary transgenic plants for high expression level. It is necessary to propagate several of the selected plants, to establish homozygous transgenic lines and to evaluate the agronomic performance of these lines in field trials. Since the transgenic individuals can be identified by biochemical tests, it will generally not be difficult to recover the homozygous lines, although this procedure sometimes may be complicated by the presence of functional gene copies at more than one locus. In principle, it would also be necessary to see whether the foreign gene is transmitted to progeny with the high degree of meiotic stability required for commercial varieties. However, assessment of the genetic stability depends on an easily detectable phenotype and therefore will in most cases be extremely difficult.We discuss several factors that may influence the selection of the desired transgenic variety or may limit its agronomic value, e.g. deleterious pleiotropic effects of the transferred gene, modifications of the gene effect by the recipient genotype, and effects of marker genes co-transferred with the desired gene.

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Bedeutung der Nährstoffversorgung für die Ausprägung der Mutationsmerkmale einer Chlorophyllmutante vonLycopersicon esculentum

Zusammenfassung Die Mutantevenosa vonLycopersicon esculentum aus dem Sortiment von H. Stubbe hatte grün-weiß gescheckte Blätter, wenn sie bei reichlicher Nährstoffversorgung aufwuchs. Unter Hungerbedingungen sich bildende Blatteile wurden normal grün und behielten die reingrüne Färbung während der ganzen Lebensdauer des Blattes, auch wenn der Pflanze neue Nahrung zugeführt wurde. Die Pigmentführung des Blattes kann nämlich nur in einer ganz kurzen Entwicklungsphase durch Nährstoffgaben beeinflußt werden. — Auch Mangel an organischen Stoffen rief ein Grünwerden der Blätter hervor, so daß immer dann neue grüne Blattareale angelegt wurden, wenn eine Kohlehydratverknappung eintrat. War so viel Chlorophyll gebildet, daß die Photosyntheseprodukte für die Ernährung der Pflanze in ausreichender Menge zur Verfügung standen, so wuchsen wieder helle Blattbezirke. Dies bietet eine Möglichkeit, die Chlorophyllmenge, die für eine normale Versorgung der Mutante mit Assimilaten nötig ist, abzuschätzen.

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Summary The mutantvenosa ofLycopersicon esculentum from the sortiment of H. Stubbe formed green-white leaves, when the plant was cultivated under rich nutrient conditions. When the supply of food became unsufficient, the growing parts of the leaves became full green like normal plants. These spots kept their green colour during their lifetime, even if the plants got new food. There is only a short period in the development of the cells, where they can be influenced in their degree of pigmentation. — Organic compounds too are able to induce the greening of the leaves. Green spots on the leaves are always formed, when the supply of carbohydrates is unsufficient. If new assimilates are produced by the fresh developed chlorophyll, new bright districts in the leaves may be formed. In this way it is possible to calculate the mass of chlorophyll, necessary for the normal nutrition of the mutant with assimilates.

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venosa (H. Stubbe) Lycopersicon esculentum - . , , ; , , . - . . , .

     

Stickstoffentzug durch Pflanzen als Bewertungskriterium für den Grad der Torfmineralisation

Aus vorliegenden Versuchsergebnissen werden Aussagen zum N‐Kreislauf auf Niedermoorgrünland bei gestaffelter Stickstoffdüngung gemacht. N‐Düngung und Torfmineralisation sind entscheidende Inputgrößen. Die Outputseite wird wesentlich durch Stickstoffentzüge der Pflanzen bestimmt. Die N‐Zufuhr durch Knöllchenbakterien, freilebende N‐bindende Bakterien und Niederschläge ist anteilmäßig gering. Auch sind die N‐Verluste auf Niedermoorstandorten durch Auswaschung und gasförmige Emissionen niedrig. Die Rohproteinerträge auf nicht mit Stickstoff gedüngtem, aber ausreichend mit Makronährstoffen versorgtem Niedermoor sind Anhaltsgrößen für die Mineralisationsrate des Standortes. Nach Stickstoffdüngung kann, bei einer Ausnutzungsrate von 48%, ebenfalls auf die Netto‐N‐Mineralisationsrate geschlossen werden.     

Einfluss vom in der mülldeponie gebildeten gas auf den boden

Es wurde der Einftuß vom aus der mit Erde bedeckte Mülldeponie entqundenen Gas auf die mikrobiologischen und chemischen Eigenschaften des Oberbodens untersucht. Auf dem einer Deponie benachbarten Acker wurde das Pflanzenwachstum beeinträchtigt. Sein Bodenprofil war teilweise bläulichschwarz gefärbt. Seine Bodenluft war durch O₂-Abnahme und CH₄ und CO₂-Zunahme gekennzeichnet. Durch den Brutversuch mit sterilisierten und unsterilisierten Bodenproben unter Zusatz von CH₄ konnte seine Oxydation durch Mikroorganismen bestätigt werden. Durch das Einfließen des kohlenwasserstoffreichen, sauerstoffarmen Gases und durch den mikrobiellen O₂-Verbrauch entstanden anaerobe Verhältnisse. Hierdurch ergaben sich Reduktionen von Fe-, Mn-, N-, und S-Verbindungen, und eine Senkung des Redoxpotentials. Wurde feldfrische Feinerde im Becberglas bebrütet, nahm angereichertes Fe²⁺ sehr schnell, Mn²⁺ dagegen langsamer ab. Die Wachstumsstörung sollte auf Sauerstoffmangel, der Gegenwart von Schwefelwasserstoff und Mangan-Überachuß im Boden beruhen.     

Die zu Würz- und Speisezwecken kultivierten Arten der GattungAllium L

Ohne Zusammenfassung     

Notulae cucurbitologicae X. Schätzung der Einflußstärke von Trieblänge und Anzahl der Früchte auf den Fruchtertrag je Pflanze beim Kürbis mit Hilfe der Pfadanalyse

Zusammenfassung Auf Grund von geschätzten Korrelationen bei je einer Kreuzung innerhalb der KürbisartCucurbita pepo und innerhalbC. maxima wurden die Einflüsse der Pflanzenlänge (PL in Abb. 1 und 2) und der Anzahl der Früchte je Pflanze (ZF) auf den Fruchtertrag je Pflanze (GP) untersucht. Bei Anwendung der Pfadanalyse konnte gezeigt werden, daß unabhängig von der Artzugehörigkeit und vom Pflanzenhabitus die Anzahl der Früchte ertragsbestimmend wirkt (65 bis 80% der Summe der Einflüsse), während der Einfluß der Pflanzenlänge bei allen vier Elternstämmen und ihren beiden F₁Generationen unter 5% liegt. Da die Korrelationen innerhalb der einzelnen Generationen und Ausgangsformen (zwischen den Pflanzen) geschätzt wurden, so gelten diese Ergebnisse ebenfallsinnerhalb dieser Pflanzengruppen.

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Notulae cucurbitologicae X. Estimation of the influence of plant length and fruit number upon fruit yield per plant inCucurbita by means of path analysis

Summary In two crosses, one of them within the speciesCucurbita pepo and the other one withinC. maxima, the influences of both plant length (PL in Figs. 1 and 2) and the number of fruits per plant (ZF) upon the fruit yield per plant (GP) were studied, based on the estimation of correlations. Use of path analysis showed that, independent on species and plant habit, the number of fruits is deciding for yield (65 to 80% of the total of influences). The influence of plant length, on the other hand, is less than 5% in all the four parent strains as well as in their F₁ generations. Since the correlations have been estimated within the individual generations and original forms resp. (i. e. between plants), the results obtained prove right alsowithin these groups of plants.

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Der Verf. ist Herrn H.-W.Jank für die maschinelle Verrechnung der Korrelationen und einige mathematische Ratschläge sowie Frl. B.Kohl für die Betreuung der Versuche und Bonituren zu Dank verpflichtet.     

Einschätzung der potentiellen wassererosionsgefährdung für gemeinden und regionen der bundesländer Mecklenburg‐Vorpommern,brandenburg, Sachsen‐Anhalt und der freistaaten Thüringen und Sachsen

Eine Karte der potentiellen Wassererosionsgefährdung für die östlichen Bundesländer wurde auf der Grundlage gemeindebezogener Datensätze mit Ergebnissen der Mittelmaßstäbigen landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) erarbeitet. Die Karte enthält das Resultat einer vergleichenden Beurteilung der landwirtschaftlich genutzten Böden hinsichtlich der potentiellen Gefährdung durch Wassererosion auf der Grundlage von Kartierungseinheiten der MMK. Die potentielle Wassererosionsgefährdung wird nach Substrat‐ und Hangneigungsflächentypen eingeschätzt. Auf der Grundlage der gemeindebezogen digitalisierten Kartierungseinheiten der MMK wird der Flächenanteil der auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche der einzelnen Gemeinden vorkommenden Gefährdungsklassen berechnet. Die Beurteilungskenngrößen können zum Vergleich erosionsrelevanter Grunddaten naturräumlicher und administrativer Gebietseinheiten dienen. Werden detailliertere Informationen benötigt, sind darüberhinaus konturenund schlagbezogene Bewertungen möglich. Nach entsprechender Interpretation ist es möglich, Daten zur überschlägigen Abschätzung potentieller Bodenund Schadstoffeinträge in Flußeinzugsgebiete bereitzustellen.     

Kennwerte und Eigenschaften der auf Braunkohlenbasis durch oxidative Ammonolyse hergestellten Humusdüngestoffe

Der auf Braunkohlenbasis durch oxidative Ammonolyse hergestellte Humusdüngestoff wird anhand seiner Standardparameter, Elementgehalte und chemischen Eigenschaften beschrieben. Hiernach ist die N-modifizierte Braunkohle ein schadstoffarmes, N-reiches, dauerhumusähnliches Bodenverbesserungsmittel, das als Granulat sehr lagerungsbeständig ist. Der neue Humusdüngestoff enthält stabil 5,78 ± 0,38% Gesamtstickstoff, der chemisch unterschiedlich gebunden ist. Aufgrund seiner vergleichsweise geringen N_min-Gehalte kann er in größeren Mengen zur nachhaltigen Verbesserung der KAK_pot und N_t-Bodenvorräte humusfreier und kolloidarmer Kippenböden eingesetzt werden.     

Entwicklung einer Kleinstdurchlaufküvette und ihre Anwendung zur Phosphatbestimmung bei der systematischen Bodenuntersuchung

In dreijährigen Versuchen auf zwei Standorten des nordostdeutschen Tieflandes (Müncheberg, Kreis Märkisch‐Oderland und Berge, Kreis Havelland) konnte gezeigt werden, daß Zwischenfrüchte (Gelber Senf, Ölrettich, Phacelia), die über Winter absterben, den Gehalt an mineralischen N‐Verbindungen im Boden bis Frosteintritt wirksam verringerten. In kurzer Zeit nach dem Abfrieren bis etwa Mitte Januar setzten sie jedoch bis zu 60% der aufgenommenen N‐Menge wieder frei. Die damit dem N_min‐Pool des Bodens zugeführte N‐Menge unterlag nur zeitlich verzögert der Verlagerung in Form von NO₃. Die Freisetzungsintensität wurde durch die Höhe der N‐Gabe zur Zwischenfrucht beeinflußt. Steigende N‐Mengen führten zu einer Verringerung des C/N‐Verhältnisses in den Zwischenfrüchten und zu höherer Freisetzungsintensität.

Winterharte Zwischenfrüchte wie Winterraps und Winterrübsen speicherten im Vergleich dazu die aufgenommene N‐Menge wirksam in der Biomasse, so daß die NO₃‐ Verlagerung im Boden bis zur Aussaat der Folgefrucht auf ein Minimum reduziert wurde.     

Änderungen der agrarpolitischen Rahmenbedingungen und Auswirkungen auf die Grünlandnutzung in Nordostdeutschland

Die Änderung der agrarpolitischen Rahmenbedingungen über den Zeitraum 1989 bis 1992/93 wurde anhand der Auswirkungen auf die Grünlandnutzung in 13 Kreisen Nordostdeutschlands untersucht. Durch Stillegung von Grenzertragsböden und entsprechende Förderprogramme besteht eine Tendenz zur Erhöhung der Grünlandanteile, insbesondere der grundwasserfernen Magerrasen. Drastische Reduzierungen im Tierbestand haben zu einer deutlichen Extensivierung in der Grünlandnutzung geführt. Optionen der Umnutzung zu Forstflächen werden diskutiert, wobei hier keine akzeptable Alternative zur flächendeckenden extensiven Grünlandnutzung abzuleiten ist. Unter den gegebenen Bedingungen sinkender Aufwendungen für die Bewirtschaftung und reduzierter Milchquoten werden großräumige Extensivweidesysteme an Bedeutung gewinnen. Damit ergeben sich beträchtliche Chancen einer ökologiegerechten und nachhaltigen Landnutzung.     

Das Zentralinstitut für Genetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben der AdW der DDR im Zeitraum 1969–1983 — Versuch einer Rückschau auf Forschungsziele und ausgewählte Forschungsleistungen

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über die Entwicklung des Zentralinstitutes im Zeitraum 1969–1983 gegeben. Änderungen der Institutsstruktur und Aufgabenstellung werden umrissen und wesentliche Ergebnisse der Forschungsarbeit dargestellt. Publikationslisten sind in den Bänden XVIII-XXXII der Kulturpflanze enthalten.

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The central institute of genetics and research in cultivated plants of the academy of sciences of the GDR, Gatersleben, during the time span from 1969 to 1983-a retrospective view on research goals and selected results

Summary A survey is given with respect to the development of the institute during the time period encompassing the years 1969–1983. Changes of the institute's structure and research topics as well as the main results of research are summarized. For references the reader should consult the lists of publications in the appropriate volumes of Kulturpflanze (volumes XVIII-XXXII).

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1969–1983 . ; - . 18–32 «».

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Vortrag auf der Festveranstaltung (3. 10. 84) des ZI anläßlich des 35. Jahrestages der Gründung der DDR.     

Ausgrabungen vorgeschichtlicher Funde im Gelände des Institutes für Kulturpflanzenforschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin in Gatersleben

Zusammenfassung Durch die Ausgrabungen im Gelände des Institutes für Kulturpflanzenforschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin in Gatersleben konnte für diesen Teil der Selkeniederung eine dreifache Besiedlung in vorgeschichtlicher Zeit nachgewiesen werden. Durch eine intensive Flurbegehung wurde auch die Ausdehnung der bandkeramischen und der früheisenzeitlichen Siedlung weitgehend festgestellt. Auf Grund des Fundmaterials läßt sich teilweise schon ein guter Eindruck von dem Leben und der Wirtschaftsweise der Menschen der damaligen Zeit gewinnen. Um das Bild noch zu vervollständigen, muß jedoch weiterhin bei sämtlichen Erdarbeiten im Institutsgelände auf vorgeschichtliche Funde geachtet werden.