Methodische Grundlagen der Züchtung von Saflor (Carthamus tinctorius L.) für den ökologischen Landbau
Safflower as a new oil crop in organic farming: Breeding methodology and rapid analysis of seed quality
by Sabine Rudolphi
Date of Examination:2007-05-24
Date of issue:2007-07-11
Advisor:Prof. Dr. Heiko C. Becker
Referee:Prof. Dr. Heiko C. Becker
Referee:Prof. Dr. Elke Pawelzik
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1692
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Description:Dissertation
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Abstract
English
Plants for oil production are cultivated in organic farming on only 2% of the acreage, although a large demand of ecologically produced oil exists. Safflower (Carthamus tinctorius L.) could be adapted as a new oil crop for organic farming as it yields a valuable edible oil. Growing safflower would be possible in Germany s warm and dry regions; though there is a lack of adapted genotypes. Especially the low oil content and the high susceptibility to diseases (mainly head rot and alternaria leaf spots) are problematic. The main objective of this research was to analyze basic principles of safflower breeding and to recommend a concept for the development of cultivars adapted to organic farming. Furthermore a rapid analytic method should be established to determine seed constituents, such as oil content, of a large amount of samples. The near infrared reflectance spectroscopy offers an attractive possibility to analyze oil content easy and non-destructive. Several calibrations were developed to determine the oil content on the basis of intact achenes. Three breeding methods (pedigree method, bulk method and single seed descent) were compared. By pedigree method lines with lower susceptibility to diseases and higher oil content were developed. The bulk method as well offered good results with less labour input. The susceptibility to diseases decreased and the yield increased. The oil content was not influenced by this selection method. In safflower breeding F2- and F3-generations should be exposed to natural selection. In later generations offspring of single plants should be evaluated. The main focus should be directed on lower susceptibility to diseases and on oil content, as no increase of the oil content was achieved by natural selection.
Keywords: breeding; safflower; carthamus tinctorius; pedigree method; bulk method; single seed descent; NIRS
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In Deutschland werden Ölpflanzen nur auf etwa 2% der ökologisch bewirtschafteten Fläche kultiviert, wobei eine große Nachfrage nach ökologisch erzeugtem Pflanzenöl existiert. Der Saflor oder Färberdistel (Carthamus tinctorius L.) könnte als neue Ölpflanze für den ökologischen Anbau geeignet sein, da Distelöl als wertvolles Speiseöl sehr geschätzt wird. Der Anbau von Saflor ist auch in Deutschland in sommerwarmen und -trockenen Regionen durchaus möglich. Es mangelt jedoch an Genotypen, die an das deutsche Klima angepasst sind. Besonders der niedrige Ölgehalt und die hohe Krankheitsanfälligkeit (vor allem Köpfchenfäule und Alternaria-Blattflecken) sind problematisch. Ziel des Vorhabens war es, methodische Grundlagen der Saflorzüchtung zu untersuchen und ein Konzept für die Züchtung vorzuschlagen. Um große Probenmengen auf Qualitätsparameter wie den Ölgehalt untersuchen zu können, sollte eine Schnellmethode entwickelt werden. Die Nah-Infrarot-Reflexions Spektroskopie (NIRS) bietet bei der Selektion auf höheren Ölgehalt eine gute Möglichkeit, eine große Anzahl Proben schnell und kostengünstig zu untersuchen. Es wurden Kalibrationen entwickelt, um den Ölgehalt anhand intakter Achänen schätzen zu können. Es wurden drei Züchtungsmethoden (Stammbaummethode, natürliche Selektion und Einkornramschmethode) verglichen. Linien mit geringerer Krankheitsanfälligkeit und höherem Ölgehalt wurden in der Stammbaummethode entwickelt. Die natürliche Selektion lieferte mit geringerem Arbeitsaufwand ebenfalls gute Ergebnisse. Die Anfälligkeit für Köpfchenfäule sank und der Ertrag stieg. Der Ölgehalt wurde durch die natürliche Selektion nicht beeinflusst. Bei der Züchtung von Saflor sollten die F2- und F3-Generationen zunächst der natürlichen Selektion ausgesetzt werden. Anschließend sollten die Nachkommen von Einzelpflanzen geprüft und selektiert werden. Hier sollte neben der geringeren Krankheitsanfälligkeit der Ölgehalt im Vordergrund stehen, da durch die natürliche Selektion keine Steigerung des Ölgehaltes erreicht wurde.
Schlagwörter: Züchtung; Saflor; Carthamus tinctorius; Stammbaummethode; Ramschmethode; Einkornramschmethode; NIRS