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Schule > Biologie > Pflanzen (Botanik) > "Züchtungen" am Beispiel der Kartoffel

Von: Alena Larisch

Die Kartoffel
Von den Inkas ``papas''- Knollen genannt, von den Italienern ``tartoufoli''- Trüffel, bekam die Kartoffel über viele Abwandlungen ihren Namen. Die lateinische Bezeichnung (solanum tuberosum) ist auf den Botaniker Casper Bauhin zurückzuführen. Dieser nannte die Knolle nämlich ``solanum tuberosum esculentum'' was ``essbaerer knolliger Nachtschatten'' bedeutet.
Schon im 8 Jahrtausend v. Chr. wurden die ersten Wildkartoffeln, welche in den Anden gefunden worden sind, verzehrt. Die Urformen hatten einen eher kratzigen Geschmack. Die Inkas hatten festgestellt, dass die Kartoffel selbst in einer Höhenlage von 3000- 4000 Metern noch gute Erträge brachte. Im 16 Jahrhundert, nach der Entdeckung Amerikas durch die Europäer, kam die Kartoffel schließlich nach Europa und wurde schnell zu einem der wichtigsten Nahrungsmittel.
Die Kartoffelpflanze zählt zu den Nachtschattengewächsen und ist ca. 30- 50 cm hoch, hat weiße oder violetten Blüten. Aus diesen Blüten werden später kirschgroße, grüne, giftige
Beeren. Unterirdisch bildet die Pflanze zu ihrer
Vermehrung Knollen aus. Diese haben meist
Eine braune- rote Schale. An den Knollen gibt
Es sichtbare Vertiefungen, die ``Augen'', sie
sind Seitenknospen aus denen Keime bzw.
Triebe der neuen Pflanze wachsen. Die
Wildform hat lange Ausläufer mit kleinen
Knollen, durch Züchtung hat die Speise-
kartoffel dicke Knollen die dicht zusammen
liegen und einen höheren Stärkegehalt.
Für den Anbau benötigt die Kartoffel gemäßigtes Klima und ausreichend Bodenfeuchte. Wenige Sorten vertragen Frost oder Hitze. Schädlinge und falsche Bewässerung sind die Faktoren welche die Effizienz des Anbaus beeinflussen.
Die Kulturkartoffel wird hauptsächlich als Nahrungsmittel genutzt, hier unterteilt man noch einmal in Speisekartoffeln, Futterkartoffeln für Haustiere und Witschaftskartoffeln, welche zur Herstellung von Alkohol und Stärke gebraucht werden. Die Stärke der Kartoffel wird aber auch als Rohstoff in der Papier- und Pappeindustrie genutzt oder zur Herstellung von Arzneimitteln.
Ertragserhöhung- man will eine hohe Anzahl von Knollen je Standort und Fläche.
Qualitätsverbesserung- man möchte gute Speisequalität und Lagereigenschaften, also das man die Kartoffel lang lagern kann und der Stärke- Ertrag möglichst hoch ist, aber immer noch ein günstiges Eiweiß- Stärke- Verhältnis besteht.
Ertragssicherheit- man will die Kartoffel unempfindlich gegenüber starken Klimaveränderungen machen, sie soll nicht mehr anfällig auf Nässe und Trockenheit reagieren.
Standortanpassung- die Kartoffel soll an jeden Standort und damit an dessen Bodenverhältnisse und Klimaverhältnisse angepaßt werden können.
Widerstandsfähigkeit- man erwartet eine Resistenz gegen Viren, Pilzen und Bakterien, insbesondere Kraut- und Knollenfäule.
Eignung für maschinelle Bearbeitung- die Knollen sollen nicht leicht zu beschädigen sein und möglichst gleich rund und dicht beieinander.
Das waren Zuchtziele, die jeder bei der Züchtung der Kartoffel anstrebt.

Andere Ziele sind noch:
eine auf die Verwendung angepasste Form z.B. längliche Form für die
Herstellung von Chips und Pommes frites.
immer gleiche Erntezeiten, früh, mittel früh oder spät.
Gute Kocheigenschaften, mehlig oder festkochend
Für die weitere Verwendung möglichst wenig Störstoffe
Es gibt ca. 230 Wildarten und 8 Kulturarten der Kartoffel, eine wilde Stammart ist bis heute unbekannt.
Die Auslesezüchtung ist die älteste und einfachste Zuchtmethode. Hier wird zwischen der Massenauslese und der Einzelauslese unterschieden, dann gibt es noch die Klonauslese.
Bei der Massenauslese gibt es die positive und negative Auslese. Bei der positiven Auslese werden die Kartoffelpflanzen, welche den Zuchtzielen in besonderem Maße gerecht werden, z.B. Kartoffeln mit besonders großen Knollen, herausgelesen und miteinander vermehrt.
Bei der negativen Massenauslese ist es genau anders herum, hier werden Kartoffelpflanzen, deren Zuchtmerkmale nicht den Zuchtzielen entsprechen, ausgelesen und von der Vermehrung ausgeschlossen, z.B. eine von Bakterien befallene Kartoffel.
Die Einzelauslese, auch Individualauslese genannt, sieht vor, dass alle Kartoffelpflanzen mit guten Merkmalen ausgelesen und deren Nachkommen einzeln angebaut werden. Die Nachkommenschaft wird geprüft auf erbliche Ausgeglichenheit, also ob sie die guten Eigenschaften der Parentalgeneration mit übernommen haben. Danach wird manchmal noch einmal die Einzelauslese angewendet, z.B. wenn entdeckt wurde das eine Pflanze nicht die guten Eigenschaften der Elternpflanzen übernommen hat.
Über die Klonauslese ist noch nicht soviel bekannt, hier werden Pflanzen mit besten Eigenschaften geklont.
Die Kreuzungszüchtung, auch Kombinationszüchtung genannt, hat das Ziel gute Merkmale zweier Elternpflanzen miteinander zu kombinieren. Da die Kartoffel ein Selbstbefruchter ist braucht man dazu 2 Generationen. Die Pflanze der F1- Generation sind alle gleich, aufspalten werden sie sich erst in der F2- Generation und erst dann kann man sehen bei welchen Pflanzen die gewünschte Kombination vorliegt, um dann mit diesen weiter zu züchten. In der 7-8 Generation ist die Aufspaltungszahl dann so gering, dass eine neue Sorte mit den gewünschten Merkmalen entstanden ist.
Wenn zum Beispiel ein Kartoffelzüchter eine frostfeste Kartoffel haben will, sammelt er Knollen, der winterfesten Wildsorte aus Südamerika, die Knollen pflanzt er auf seinem Feld an. Wenn die Kartoffeln blühen überträgt er die Pollenkörner der Wildform auf die Blüten der Speisekartoffeln. Die Samen der gekreuzten Pflanze sät er aus, von den Tochterpflanzen vermehrt er nur die, welche winterfeste Knollen haben.
Winterfeste Wildform x normaler Speisekartoffel
Parentalgeneration W W x s s
Keimzellen Ws Ws Ws Ws
F1- Generation Ws x Ws Winterfest, mischerbig
W s W WW Ws s Ws ss F2- Generation
Die Neuzüchtung durch Klonen ist vergleichbar mit der Klonauslese. Hier wird eine Pflanze mit den gewünschten Merkmalen geklont, um weitere Pflanzen mit genau die Merkmalen zu erhalten. Es geht also das jede einzelne Kartoffelsorte völlig identische Nachkommen hat.
Der Erreger der Kraut- und Knollenfäule ist einer der
größten Feinde bei der Kartoffelzucht, durch ihn kann
es zu einem kompletten Ernteausfall kommen,
deswegen spielt die Erhaltungszüchtung eine
wichtige Rolle. Würde ein Landwirt eine Saat
behalten, welche zwar noch nicht mit dem Pilz be-
fallen ist, aber auf dem Pilzverseuchten Feld ge-
standen hat, würde es nicht lang dauern und seine
ganze Kartoffelbestände wären wieder befallen.
Er muss gesunde Samen anpflanzen und von ihnen die Saat nehmen, außerdem müsste der Boden vor der neuen Aussaat noch einmal neu aufbereitet werden.
Da man nur schwer die Einkreuzung eines bestimmten Gens, ohne Verluste der anderen guten Eigenschaften erreicht, bedient man sich häufig schwieriger Rückkreuzungsschritte. Mit Hilfe von gentechnischen Methoden hofft man auf diese Rückkreuzungen verzichten zu können. Außerdem noch Krankheitsresistenzen zu entwickeln und den Amylosegehalt der Kartoffel zu senken, weil viele Menschen diesen nicht vertragen.
Die Züchtung von amylosefreien Kartoffeln ist ein Beispiel für die Züchtung mit Hilfe der Methode des Gentransfers. Eine beim Mais aufgetretene Mutation, versuchte man auf die Kartoffel zu übertragen, die Mutation nachzuahmen, was auch gelang allerdings hatte diese Sorte keine industrielle Bedeutung, weil die Ausbeute der Sproßknollen gering war und von verminderter Vitalität. Doch beim Mais konnte man ein wichtiges Gen für die Stärkesynthese isolieren. Wenn man dieses Gen in die Kartoffel einbringt, wird das starke Vorkommen der Amylose in den Knollen weitgehend verringert.
Um eine Kulturkartoffel resistent zu machen, gegenüber einem Pilz, bedient man sich einer resistenten Wildform. Bei der wird das Resistenzgen herausgefördert und auf die Kartoffelscheibe gegeben. Dann gibt man den Schädlingspilz hinzu, nachdem die Pflanze ausgetrieben ist. Der Pilz fällt die Pflanzen an, diese, welche resistent bleiben, werden vermehrt z.B. durch Klonen. Diesen ganzen Vorgang nennt man Resistenzzüchtung.
Bei der Anwendung gentechnischer Methoden ist das Problem das der Phänotyp (das Aussehen) oft nicht stabil ist, deshalb müssen die Pflanzen in mehreren Generationen getestet werden. Es gibt schon eine große Anzahl von Ergebnissen mit der Kartoffel auf dem Gebiet der gentechnischen Methoden.
Würde man Kartoffeln rein vegetativ vermehren, würde es im Laufe der Jahre zu einem Abbau der positiven Merkmalen kommen.
Wenn man nun eine neue Sorte gezüchtet hat, kann diese natürlich nicht gleich auf den freien Markt. Erstmal dauert die Herauszüchtung guter Merkmale schon 6-7 Jahre. Dann kommt es zu einer 3 Jährigen Leistungsprüfung. Hier werden Ertrag und Widerstandsfähigkeit getestet.
Die einzelnen Sorten teilt man nach ihrer Reifezeit ein. Frühe Kartoffeln brauchen nur 90-110 Tage um reif zu sein, späte hingegen 140 Tage.
Dann unterscheidet man noch Speise- und Wirtschaftskartoffeln. Die Speisesorten müssen bestimmen Qualitätskriterien genügen und die Wirtschaftssorten hingegen sollen möglichst nur viel Stärke enthalten.
Bei den Knollenformen unterscheidet man in rund- oval und langoval- lang.
Es gibt drei Kochtypen: fest kochend, vorwiegend fest kochend und mehlig. Diese Einteilung wird nach folgegen Kriterien vorgenommen: Farbe, Konsistenz, Struktur, Mehligkeit, Feutigkeit, Kochdunklung und Qualitätsstabilität.
Eine fest kochende Sorte ist die ``Charlotte'', welche seit 1981 zugelassen ist. Züchter ist die UNICOPA. Eine vorwiegend fest kochende Kartoffel ist die ``Berber'' gezüchtet von Böhm/Europlant, zugelassen seit 1993.
``Adretta'' ist eine mehlig kochende Sorte, zugelassen seit 1975 und von Norika gezüchtet.
Quellen: Biologie in Übersichten
Biologie heute
Lernen heute
http://www.kartoffelvielfalt.de
http://www.agrata.de
http://www.medicine.at
Multimedia Lexikon 2000
Infopedia

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