Pflanzenzüchtung

Die Grundlagen klassischer Pflanzenzüchtung für Studierende der Agrar- und Biowissenschaften - jetzt neu in der 3. Auflage!

Dieses Lehrbuch informiert über die Grundlagen der klassischen Pflanzenzüchtung und über Möglichkeiten, durch moderne biotechnologische Methoden die Leistungsfähigkeit unserer Kulturpflanzen weiter zu steigern. Themen sind die Aufgaben der Pflanzenzüchtung, wichtige Zuchtziele, genetische Grundlagen, Quellen genetischer Variation und die Zuchtmethoden bei verschiedenen Sortentypen. Neu aufgenommen in die 3. Auflage wurden die Methoden der genomischen Selektion und der Genom-Editierung.

Ideal als Einstieg in die Grundlagen der Pflanzenzüchtung für alle Studierende der Agrar- und Biowissenschaften sowie alle, die sich für Pflanzenzüchtung interessieren.

Vorwort zur 1. Auflage 8
Vorwort zur 3. Auflage 8
1 Ziele der Pflanzenzüchtung 9
1. 1 Evolution und Pflanzenzüchtung 9
1. 2 Pflanzenzüchtung heute: Gesellschaftliche Rahmenbedingungen 17
1. 3 Pflanzenzüchtung und Welternährung 18
1. 4 Pflanzen als Nachwachsender Rohstoff und Energiequelle 21
1. 5 Pflanzenzüchtung und Biologische Vielfalt 24
1. 6 Zielsetzung und Gliederung dieses Buches 26
2 Sortenwesen 30
2. 1 Organisation von Züchtung und Vermehrung 31
2. 2 Sortenschutz 34
2. 3 Sortenzulassung 37
2. 4 Saatgutanerkennung 41
2. 5 Saatgut als Betriebsmittel 42
2. 6 Nachbauregelung 44
3 Ertrag 48
3. 1 Ertrag als Zuchtziel 48
3. 2 Erfassung des Ertrags in Feldversuchen 52
3. 3 Pflanzenzüchtung und Ertragsphysiologie 55
4 Qualität 67
4. 1 Anforderungen an die pflanzliche Qualität 67
4. 2 Drei Beispiele: Raps, Weizen, Kartoffel 70
4. 3 Möglichkeiten und Grenzen der Qualitätszüchtung 78
5 Resistenz und Toleranz 84
5. 1 Resistenz gegen Krankheiten und Schädlinge 84
5. 2 Strategien der Resistenzzüchtung 90
5. 3 Toleranz gegenüber abiotischem Stress 97
6 Populationsgenetik 104
6. 1 Einige Grundbegriffe 104
6. 2 Zufallspaarung und Inzucht 108
6. 3 Selektion und Mutation 112
7 Quantitative Genetik 119
7. 1 Quantitative Variation 119
7. 2 Heritabilität 125
7. 3 Genotyp-Umwelt Interaktion 127
7. 4 Zerlegung des genotypischen Wertes 133
7. 5 Identifizierung einzelner Gene (QTL-Analyse) 135
8 Der Selektionserfolg 144
8. 1 Faktoren des Selektionserfolges 144
8. 2 Korrelierter und indirekter Selektionserfolg 150
8. 3 Genomische Selektion 154
8. 4 Selektion auf mehrere Merkmale 157
8. 5 Wahl der Selektionsumwelt 160
9 Heterosis und Inzuchtdepression 167
9. 1 Das Phänomen Heterosis 168
9. 2 Genetische Basis der Heterosis 171
9. 3 Züchterische Konsequenzen 175
10 Genetische Ressourcen 179
10. 1 Nutzung genetischer Ressourcen 179
10. 2 Erhaltung genetischer Ressourcen 186
11 Kreuzung, Rückkreuzung, Protoplastenfusion 194
11. 1 Genetische Rekombination 194
11. 2 Rückkreuzung 197
11. 3 Protoplastenfusion 203
12 Mutationsauslösung und Polyploidie 207
12. 1 Genmutationen 207
12. 2 Genom-Editierung (u. a. CRISPR / Cas) 213
12. 3 Chromosomenmutationen 217
12. 4 Genommutationen 218
13 Gentechnik 226
13. 1 Rückblick 226
13. 2 Methoden 230
13. 3 Anwendungsmöglichkeiten 236
13. 4 Risiken 244
13. 5 Gesetzlichen Rahmenbedingungen 249
13. 6 Ausblick 250
14 Die vier Züchtungskategorien 255
15 Klonzüchtung 259
15. 1 Das Zuchtschema 259
15. 2 Erhaltungszüchtung 262
15. 3 Weitere Aspekte der Klonzüchtung 263
16 Linienzüchtung 268
16. 1 Zwei klassische Zuchtschemen 268
16. 2 Einige Modifikationen 271
16. 3 Bewertung der Methoden 274
16. 4 Erhaltungszüchtung 277
16. 5 Rekurrente Selektion bei Selbstbefruchtern 278
17 Hybridzüchtung 281
17. 1 Hybridmechanismen 282
17. 2 Hybridzüchtung bei Selbstbefruchtern 286
17. 3 Hybridzüchtung bei Fremdbefruchtern 292
17. 4 Saatgutproduktion und Erhaltungszüchtung 299
18 Populationszüchtung 304
18. 1 Massenauslese 304
18. 2 Restsaatgutmethode 305
18. 3 Synthetische Sorten 307
18. 4 Bewertung der Methoden 312
18. 5 Erhaltungszüchtung 312
18. 6 Rekurrente Selektion bei Fremdbefruchtern 314
19 Vergleich der Züchtungskategorien 319
19. 1 Züchtungsphasen 319
19. 2 Wahl zwischen verschie-denen Sortentypen 323
19. 3 Züchtung von Arten mit gemischter Befruchtung 326
20 Ausblick 328
20. 1 Neue Konzepte: Omics -basierte Züchtung 328
20. 2 Neue Techniken: high-throughput Analysen 333
20. 3 Neue Herausforderungen: Klimawandel und Welternährung 336
20. 4 Visionen 339
Anhang: Stichworte zur Speziellen Pflanzenzüchtung 343
Literaturverzeichnis 362
Sachregister 364