Seit dem Erstnachweis in Deutschland im Jahr 2002 hat sich das durch den Pilz Eschenstengel-Becherchen (Hymenoscyphus fraxineus, Nebenfruchtform: Chalara fraxinea) verursachte Eschentriebsterben in ganz Deutschland sowie in weiten Teilen Europas flächendeckend ausgebreitet. Das Vorkommen der Gemeinen Esche im deutschen Wald geht kontinuierlich drastisch zurück. Neben dramatischen finanziellen Einbußen für Forstbetriebe aufgrund von Qualitäts-verschlechterungen des Holzes, Mortalität der Bäume und erhöhtem Aufwand für Kontrollen und Maßnahmen im Rahmen der Verkehrssicherungspflicht ist die forstliche Zukunft der Gemeinen Esche ungewiss, v.a. da Neuanpflanzungen nicht empfohlen werden. Der Verlust der Esche aus der ohnehin beschränkten Palette einheimischer Waldbaumarten würde die künftige Risikostreuung in der Waldbewirtschaftung zusätzlich einschränken und wäre bei unvermindert grassierendem Verlauf zudem mit einem weitgehenden Verlust der auf die Esche spezialisierten Arten- und Lebensgemeinschaften verbunden. Seit dem Auftreten des Eschentriebsterbens in Deutschland wird intensiv dazu geforscht. Dies erfolgt durch verschiedene Forschungseinrichtungen, z. T. verknüpft mit einem Erfahrungsaustausch auf europäischer Ebene. Als hinderlich stellt sich die Tatsache dar, dass die Forschungsanstrengungen in den einzelnen Bundesländern zwar auf der Verwendung ähnlicher Methoden, aber unterschiedlicher Skalen beruhen. Das erschwert die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die Ableitung einheitlicher und gebündelter Handlungsempfehlungen. Die Notwendigkeit einer koordinierten Vorgangsweise zum Umgang mit dem Eschentriebsterben wurde einstimmig von Fachleuten in einem multidisziplinären, auf Anregung der der BLAG-FGR durchgeführten, Workshop aufgezeigt (Fussi et al. 2017). Dieser lieferte wertvolle Anregungen für die Entwicklung einer nationalen Strategie, wie sich Forstpraxis, Politik und Forschung gemeinsam und effektiv für die Esche einsetzen können. (Text gekürzt)
Die FVA nimmt am Demonstrationsvorhaben FraxForFuture im Bereich FraxGen mit dem Acronym FraxGenTP3 teil. Das Gesamtziel dabei ist ein abgestimmtes und koordiniertes Vorgehen gegenüber dem Eschentriebsterben unter Einbeziehung aller relevanten Fachdisziplinen. Hierfür werden von der FVA im gesamten baden-württembergischen Landesgebiet augenscheinlich vitale Eschen in Gebieten mit starkem Befallsdruck durch Eschentriebsterben ausgesucht. Geplant ist die Auswahl von ca. 200 Plusbäumen,welche nach standardisierten Methoden selektiert werden sollen. Weiterhin ist die Pfropfung (vegetative Vermehrung) von insgesamt 350 Plusbäumen, mit bis zu 30 Ramets je Genotyp für den gesamten süddeutschen Raum vorgesehen. Die dadurch erzeugten Ramets/Klone werden im eigens dafür angelegten Klonarchiv gesichert und gepflegt.Von der FVA werden von den 200 ausgewählten Plusbäumen 120 Bäume zur Saatgutgewinnung beerntet. Dieses wird zusammen mit dem Saatgut anderer Projektpartner an der FVA stratifiziert und in der betriebseigenen Baumschule ausgesät. Dabei sollen 220.000 Sämlinge angezogen und während der Anzuchtphase mit standardisierten Methoden beobachtet werden. Die Sämlinge werden zu einem Teil an Projektpartner für pathologische Untersuchungen zur Verfügung gestellt und zur Anlage von Nachkommenschaftsprüfungen genutzt. Für die genetische Charakterisierung der Eschen in den Monitoringsflächen werden insgesamt 1000 Bäume (aus 10 Core-Beständen) ausgewählt, welche mit neutralen und adaptiven Genmarkern untersucht werden. Die Genotypisierung der Core-Bestände mit neutralen Markern gibt Informationen über das genetische Potential und die Herkunft der Eschen in diesen Beständen. Aus einer Assoziation genetisch definierten Herkünften und phänotypischer Ausprägung bzgl. der Toleranz gegenüber dem Eschentriebsterben können Rückschlüsse auf auf die genetische Kontrolle dieser Toleranz gezogen werden.
Seit dem Erstnachweis in Deutschland im Jahr 2002 hat sich das durch den Pilz Eschenstengel-Becherchen (Hymenoscyphus fraxineus) verursachte Eschentriebsterben in ganz Deutschland sowie in weiten Teilen Europas flächendeckend ausgebreitet. Das Vorkommen der Gemeinen Esche im deutschen Wald geht kontinuierlich drastisch zurück. Der Verlust der Esche würde die künftige Risikostreuung in der Waldbewirtschaftung zusätzlich einschränken. Seit dem Auftreten des Eschentriebsterbens in Deutschland wird von verschiedenen Forschungseinrichtungen intensiv dazu geforscht. Nun wurde die Notwendigkeit einer koordinierten Vorgangsweise zum Umgang mit dem Eschentriebsterben erkannt. Basis des gemeinsamen Vorgehens sind über das gesamte Bundesgebiet verteilte Monitoringflächen, auf denen augenscheinlich vitale Eschen ausgewählt werden. Die Auslese gesunder Plusbäume wird zusätzlich in weiteren Gebieten mit hohem Befallsdruck durchgeführt. Die selektierten Bäume werden vegetativ vermehrt und in Klonsammlungen gesichert. Alle in Deutschland erfassten Eschen werden unter Anwendung des zur Verfügung stehenden Methodenkatalogs mit standardisierten Verfahren phäno- und genotypisiert. Dafür werden die bereits für Esche entwickelten Multiplex-Sets genutzt. Die Genotypisierung dient zur späteren Identifizierung der Bäume während des Vermehrungsprozesses und im Klonarchiv. Durch molekular-genetische Untersuchungen werden Erkenntnisse über Diversität, Bestandes- bzw. Populationsstrukturen und über Bestäubungsverhältnisse der Esche gewonnen. Generative Nachkommenschaften ausgewählter Plusbäume sollen erzeugt und geprüft werden. Dabei wird eine möglichst große Anzahl von Sämlingen bereits in der Baumschule und später auch im Wald einem hohen Infektionsdruck ausgesetzt. Die Validierung von bereits bekannten Resistenzmarkern wird an Pflanzenmaterial aus bestehenden Versuchsflächen, die seit Längerem unter Beobachtung stehen durchgeführt.
Im Rahmen des Verbundprojekts Genetik und Züchtung der Esche (FraxGen) werden durch das Thünen-Institut vitale und resistente Plusbäume in stark geschädigten Eschenbeständen im Nordostdeutschen Tiefland selektiert, vegetativ mittels Pfropfung vermehrt und in Klonarchiven zur Erhaltung ausgepflanzt. Diese Pfropflinge werden bereits während der Anzuchtphase einer Resistenzprüfung unterzogen. Darüber hinaus wird auch Saatgut von einem Teil dieser Bäume geerntet und für die Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung angezogen. Diese Nachkommenschaftsprüfung ist die Grundlage für spätere Untersuchungen zur Vererbung möglicher Resistenzen. Im Rahmen des Projekts werden die selektierten Plusbäume mittels DNA-Markern (Mikrosatelliten) charakterisiert. Ein weiteres Arbeitspaket befasst sich mit der Untersuchung der molekular-genetischen Grundlagen der Resistenz gegenüber dem Eschentriebsterben. Dazu werden in bereits vorhandenen Nachkommenschaften voll vitaler Eschen mit Hilfe von Mikrosatellitenmarkern Vollgeschwisterfamilien identifiziert. Die Individuen der Vollgeschwisterfamilien werden mit Hilfe von Genomsequenzierung hochauflösend genotypisiert. In den Vollgeschwisterfamilien werden verschiedene Wachstumsmerkmale, die Phänologie, der Chlorophyllgehalt und die Anfälligkeit gegenüber dem Eschentriebsterben erhoben. Die genetische Architektur der Variation in diesen Merkmalen und die zugrundeliegenden QTL werden entsprechend aufgedeckt. Weiterhin werden Arbeiten zur Gewebekultur der Esche zur Bereitstellung resistenter Pfropfunterlagen durchgeführt. In einem eigenen Arbeitspaket werden DNA-Proben verschiedener Stämme des Erregers des Eschentriebsterbens mittels Multiplex-PCR und anschließender Fragmentanalyse untersucht. Die Ergebnisse werden den Projektpartnern des Verbunds FraxPath zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt. Das Thünen-Institut koordiniert das Verbundvorhaben FraxGen.
Im Rahmen des Verbundvorhabens werden gesunde Eschen gesucht und phänotypisch charakterisiert. Ausgewählte Plusbäume der Esche werden über vegetative Vermehrung und Auspflanzung in einem Klonarchiv gesichert. Saatgut von Plusbäumen wird geerntet und ausgesät. Die Sämlinge werden phänotypisch charakterisiert und für die Anlage einer Nachkommenschaftsprüfung verwendet. Im Bereich der In-vitro-Kultur werden kryokonservierte Eschengenotypen wieder in Mikrovermehrung genommen, um das Protokoll zur Kryokonservierung auf seine Verwendbarkeit als Erhaltungsmethode zu testen.
Die Ziele des Verbundvorhabens FraxGen orientieren sich an denen des Demonstrationsvorhabens zum Erhalt der Gemeinen Esche (Forschungsverbund FraxForFuture). Gesamtziel des Demonstrationsvorhabens ist ein abgestimmtes Vorgehen gegenüber dem Eschentriebsterben unter Einbeziehung aller relevanten Fachdisziplinen. Repräsentativ über das gesamte Bundesgebiet verteilte Monitoringflächen dienen als gemeinsame Arbeitsplattform für die beteiligten Institutionen unter Anwendung des gesamten Methodenkataloges mit standardisierten Verfahren. Im Teilprojekt 5 werden in enger Abstimmung mit dem Verbund FraxMon bis zu zwei Monitoringflächen in Sachsen ausgewählt, eingerichtet und regelmäßig aufgenommen. Auf diesen Flächen sowie in weiteren Gebieten Sachsens mit hohem Befallsdruck werden augenscheinlich vitale Eschen ausgewählt. Die selektierten Bäume werden vegetativ durch Pfropfung für die Sicherung in Klonsammlungen und durch In-vitro-Vermehrung von Meristemen für die Bereitstellung von Pflanzen für weiterführende Untersuchungen anderer Vorhaben vermehrt. In Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern werden die vom Teilprojekt 5 erfassten Eschen unter Anwendung des zur Verfügung stehenden Methodenkatalogs mit standardisierten Verfahren phänotypisch beschrieben. Dazu gehört die Beerntung von Plusbäumen für die Anlage von Nachkommenschaftsprüfungen, um die genetischen Ursachen einer möglichen Resistenz zu ermitteln. Die Untersuchungen zu molekular-genetischen Ursachen von Anfälligkeit und Resistenz werden ebenso durch die Bereitstellung von Probenmaterial unterstützt wie Untersuchungen mit Biomarkern und die weiterführende Analyse von Möglichkeiten der vegetativen Vermehrung durch Gewebekulturtechniken. In Abstimmung mit dem Vorhaben FraxSilva werden unterstützende Arbeiten zur Konsolidierung und Weiterentwicklung ETS-geschädigter Bestände sowie zur Überprüfung und Ergänzung waldbaulicher Empfehlungen durchgeführt.
Im Fokus des Arbeitspakets des Fachgebietes Urbane Ökophysiologie der Pflanzen stehen die Analysen von phenolischen Verbindungen in den Blättern sowie im Holz von Eschenklonen mit erhöhter Resistenz gegenüber dem Eschentriebsterben und solchen, die stark von H. fraxineus befallen werden. Mit Hilfe der HPLC-Analytik sollen dann die Inhaltsstoffprofile der Pflanze mit der Infektionsanfälligkeit des Eschenklons korreliert werden. Mit Hilfe dieser Korrelationsanalyse sowie der Erstellung von Differenzchromatogrammen werden Aussagen darüber getroffen, ob das Auftreten des Eschentriebsterbens mit dem Vorhandensein bzw. der Menge bestimmter sekundärer phenolischer Inhaltsstoffe bzw. Inhaltstoffgruppen in Verbindung steht. Diese Substanzen werden identifiziert und charakterisiert. Des Weiteren soll untersucht werden, ob sekundäre Inhaltsstoffe nach dem Befall des Baumes mit H. fraxineus akkumulieren und somit eine Stressantwort des Baumes mit einhergehender Schutzfunktion eingeleitet wird. Auch soll geprüft werden, ob sich die Ergebnisse der Korrelationsuntersuchungen zwischen Phenolen und Pilzbefallsgrad durch die Verwendung anderer physiologischer Biomarkersets (Kohlenhydrate, Aminosäuren, Makroelemente etc. - untersucht durch LFE) ergänzen lassen. Die Ergebnisse zu den unterschiedlichen Phenolprofilen in verschiedenen Eschenklonen sollen mit genetischen Resistenzmakern korreliert werden. Die Arbeiten zur Optimierung bestehender und der Entwicklung neuer Verfahren der vegetativen Vermehrung der Esche werden durch die AG Botanik und Arboretum durchgeführt. Meristeme der Esche werden zur Vermehrung in-vitro kultiviert. Zusätzlich wird ein Protokoll zur Induktion der somatischen Embryogenese als zuverlässige und alternative Massenvermehrungsmethode wertvoller Genotypen entwickelt. Auf Grundlage dieser Methoden erfolgt dann die Vermehrung resistenter Genotypen für weitere Untersuchungen im Projektverbund.
Die Europäische Esche Fraxinus excelsior wird durch den Schlauchpilz Hymenoscyphus fraxineus in ihrer Existenz bedroht. Neben der typischen Symptomatik des Eschentriebsterbens treten vielerorts vermehrt Stammfußnekrosen auf und intensivieren die Schäden an den betroffenen Bäumen um ein Vielfaches. Zahlreiche andere pilzliche Schaderreger wurden aus Stammfußnekrosen bereits nachgewiesen. Das Ziel des Vorhabens liegt in der eingehenden Erfassung und Identifikation von Pilzarten, die mit den basalen Gewebeschädigungen assoziiert, bzw. in der Rhizosphäre lokalisiert sind. Hierzu werden Holzproben vorwiegend aus den Randbereichen der Stammfußnekrosen entnommen und die darin vorhandenen Pilzarten in Reinkultur isoliert. Von jedem Morphotyp wird DNA extrahiert und analysiert. Das Mykobiom der Rhizosphäre wird mittels Marker-DNA-Sequenzen detektiert. In Voruntersuchungen wurden neben Saprobionten und Endophyten auch eine Reihe von pflanzenpathogenen Pilzarten meist oberflächennah isoliert. In hoher Frequenz traten Botyrosphaeria stevensii und Nectriaceae wie etwa Neonectria punicea und Vertreter des artenreichen Fusarium solani Spezies Komplex auf. Letzterer ist im forstlichen Kontext erst in Grundzügen untersucht und beschrieben worden. Weiterhin soll die inhärente Rolle von H. fraxineus an Stammfußnekrosen sowie der Rhizosphäre erforscht werden. H. fraxineus stellte sich als dominante Komponente des Mykobioms von Stammfußnekrosen heraus. Bis zu sechs H. fraxineus-Stämme wurden bereits vom Antragsteller in einer Nekrose gefunden. H. fraxineus-Stämme sollen deshalb mittels Mikrosatellitendaten ermittelt werden. Die aus der Rhizospäre isolierten Pilzarten sollen in Antagonistenversuchen H. fraxineus gegenübergestellt werden. Schließlich sind die detektierten Pilzarten mit den abiotischen Parametern zu korrelieren. Die genaue Kenntnis der Funktion des Mykobioms des Stammfußes und der Rhizosphäre eröffnet Handlungsmöglichkeiten für die Förderung resistenterer Eschen.
Eine wichtige Rolle bei der Mortalität von Eschen spielen Stammfußnekrosen. Sie treten häufig bei an Eschentriebsterben erkrankten Bäumen auf. Die Ätiologie der Stammfußnekrosen ist bis heute nicht vollständig geklärt. Auch der Erreger H. fraxineus selbst, kann sie primär verursachen. Deshalb ist das Ziel des Teilvorhabens 4.1, die Ursache der Stammfußnekrosen an Eschen zu klären und den Einfluss von Standortsfaktoren auf deren Entstehung zu quantifizieren. Dazu sollen auf den Untersuchungsflächen standörtliche Gegebenheiten und das Vorkommen von Stammfußnekrosen untersucht werden. Um die Standorte zu charakterisieren werden schon vorhandene WZE/ BZE-Daten akquiriert und ausgewertet, ebenso wird die Aufnahme von Standörtlichen Parametern ein Aspekt in der Untersuchung auf In-tensivmonitoringflächen sein. FraxCollar ist direktes Bindeglied zum Unterbund 2 FraxMon da ein Projektmitarbeiter in beiden Unterverbünden in Personalunion forscht. Auf den Untersuchungsflächen werden die Stammfußnekrosen kartiert und ihr Ausmaß (Größe, Tiefe) erfasst sowie die Eschen in Schadstufen des Erkrankungsprozesses eingeteilt. Von den Nekrosen werden Proben geworben und im mykologischen Labor untersucht, d.h. es werden aus den Randbereichen der Nekrosen Pilze aus dem Holz isoliert. Diese Pilze (H. fraxineus und andere assoziierte Pilze der Stammfußnekrosen) werden DNA- und morphologisch gestützt identifiziert und hinsichtlich ihrer ökologischen Funktion charakterisiert. H. fraxineus-Stämme, Endophyten, sekundäre Schaderreger und potentielle Antagonisten werden an andere Teilvorhaben/Verbünde weitergegeben. Forschungsergebnisse münden in Empfehlungen für die forstliche Praxis ein. Zusätzlich hat das TV4.1 die Koordination des Unterverbundes 4, koordiniert die Probennahmen für alle anderen Teilvorhaben im Unterverbund FraxPath und übernimmt den fachlichen Austausch mit FraxForFuture sowie FraDiv.
Waldökosysteme haben neben anderen Funktionen wie der Produktion des Rohstoffs Holz eine besondere Bedeutung als Kohlenstoffsenke. Diese Senkenfunktion ist abhängig von der Zusammensetzung und Vitalität der Wälder. Als Konsequenz des Klimawandels wird für Deutschland eine Abnahme des Flächenateils und der Produktivität von Rotbuche und ein Anstieg der Fläche von Eichen prognostiziert. Um das CO2-Senkenpotenzial von Buchen- und Eichenlaubwaldökosystemen in Deutschland zu stärken, ist es erforderlich trockenheitsangepasste Ökotypen und Individuen zu identifizieren und unter Erhalt genetischer Vielfalt gezielt fördern zu können. Zu diesem Zweck sollen in diesem Projekt validierte genetische Marker für Trockenstresstoleranz von Rotbuche und Trauben-Eiche entwickelt werden. Mit Hilfe transkriptomweiter Assoziationsstudien mit Populationen von Buche und Trauben-Eiche aus West-Rumänien werden signifikante Assoziationen zwischen phänotypischen Trockenstressmerkmalen und Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) getestet werden. Natürliche Populationen entlang von Trockenheitsgradienten in West-Rumänien sind für diesen Ansatz besonders geeignet, weil das gegenwärtige Klima dort den klimatischen Bedingungen stark ähnelt, die in Deutschland in etwa 50 Jahren zu erwarten sind. Zusätzlich sollen mit dem gleichen methodischen Ansatz vergleichende Analysen in Eichen-Herkunftsversuchen in Deutschland durchgeführt werden. Ergänzend werden Trockenstressexperimente mit kontrollierter Bodenwasserverfügbarkeit mit Jungpflanzen von Buche und Trauben-Eiche durchgeführt und auf signifikante Assoziationen zwischen SNPs und Trockenstressmerkmalen getestet. Durch die Untersuchung unterschiedlicher Herkünfte und Populationen beider Arten können validierte genetische Marker für Trockenstressreaktionen beider Arten entwickelt werden. Diese Marker können dann eingesetzt werden, um Bäume und Ökotypen mit hoher Vitalität unter zukünftigen klimatischen Bedingungen in Deutschland zu identifizieren.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 31 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 31 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 31 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 30 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 30 |
| Webseite | 1 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 30 |
| Lebewesen und Lebensräume | 31 |
| Luft | 17 |
| Mensch und Umwelt | 31 |
| Wasser | 18 |
| Weitere | 31 |