Von 2003 bis 2011 wurden 65 Apfelsorten und Mutanten im Rahmen einer Sortensichtung am Standort Dresden-Pillnitz getestet, um geeignete Sorten für die notwendige Erneuerung der Sortenstruktur im sächsischen Erwerbsobstbau zu ermitteln. Neben Erhebungen zum Blühverhalten, zum Ertrag, zur Farb- und Größensortierung der Früchte sowie zur Lagerfähigkeit wurden wertgebende Inhaltsstoffe bestimmt und der Geschmack bewertet. Ergänzend dazu erfolgten Kundenbefragungen zum Kaufverhalten. Grenzwerte zur Bestimmung des optimalen Erntetermins von bekannten und neuen Sorten wurden aktualisiert bzw. neu aufgenommen. Im Ergebnis können zwei Sommer-, vier Herbst- und vier Lagersorten oder Mutanten für den Intensivobstanbau in Sachsen empfohlen werden.

Das Standardverfahren ULO (Ultra Low Oxygene) zur Lagerung von Äpfeln wurde mit zwei neuen DCA-Lagerverfahren (Dynamic Controlled Atmosphere) verglichen. Ziel des Projektes war, die Wettbewerbsfähigkeit der sächsischen Erzeuger durch eine Verbesserung der Qualität und der zeitlichen Verfügbarkeit von Äpfeln zu erhöhen. Im dreijährigen Versuch mit den Sorten Gala und Shampion zeigten sich Unterschiede in der Fruchtfleischfestigkeit. Sie blieb bei der DCA-Lagerung besser und länger erhalten als bei der Standard ULO-Lagerung. Bei der DCA-Lagerung und der ULO-Lagerung mit Ethylenreduktion entstehen im Vergleich zur normalen ULO-Lagerung höhere Kosten.

In den sächsischen Versuchsanlagen Dresden-Pillnitz und Sornzig-Ablaß wurden die Auswirkungen von schwarzen, grauen und weißen Hagelnetzen auf Ertrag und Fruchtqualität von Tafeläpfeln untersucht. Für den Apfelanbau in Sachsen werden weiße und graue Hagelnetze empfohlen. Ab Erträgen von 50 t/ha (60 % Handelsklasse I) ist der Anbau unter Hagelnetzen wirtschaftlich.

In den sächsischen Versuchsanlagen Dresden-Pillnitz und Sornzig-Ablaß wurden die Auswirkungen von schwarzen, grauen und weißen Hagelnetzen auf Ertrag und Fruchtqualität von Tafeläpfeln untersucht. Für den Apfelanbau in Sachsen werden weiße und graue Hagelnetze empfohlen. Ab Erträgen von 50 t/ha (60 % Handelsklasse I) ist der Anbau unter Hagelnetzen wirtschaftlich.

Seit langem wird Obst durch Trocknen haltbar gemacht. Dazu werden vorwiegend die Lufttrocknung und Konvektionstrocknungsverfahren eingesetzt. Jedoch werden auch neuere Techniken entwickelt, um die Produktqualität zu steigern oder die Produktion zu verbessern. Von der IBT.InfraBio Tech GmbH in Freiberg wurde die STIR®-Technologie vorgestellt. Diese neue Technologie wird u. a. zum Trocknen von Lebensmitteln eingesetzt. Dazu wird von einem Strahler Infrarotstrahlung eines bestimmten Wellenlängenbereichs abgegeben, der den Absorptionswellenlängen von Wasser sehr ähnlich ist. Dadurch werden Wassermoleküle im Inneren des zu trocknenden Lebensmittels zum Schwingen angeregt, wodurch Wärme entsteht und das Wasser ausgetrieben wird. Somit kommt es nicht nur zu einer erheblichen Energieeinsparung, der Trocknungsprozess nimmt auch weniger Zeit in Anspruch. Es war jedoch zu untersuchen, ob auch die Produktqualität der STIR®-getrockneten Waren einen Vorteil gegenüber den konventionell getrockneten Lebensmitteln bietet. Zur Untersuchung boten sich getrocknete Äpfel an, da für deren Herstellung die STIR®-Technologie bereits kommerziell eingesetzt wurde. Im Handel waren ebenso einige Sorten verschiedener konventionell getrockneter Apfelprodukte erhältlich, welche mit den STIR®-getrockneten Produkten verglichen werden konnten. Dabei wurde der Untersuchungsschwerpunkt auf das Zucker-Abbauprodukt HMF und die qualitätsgebenden Pflanzenphenolen gelegt. Dazu wurde zunächst eine geeignete RP-HPLC-Methode zur Trennung und Detektion der Phenolcarbonsäuren und Flavonoide sowie von HMF erarbeitet, bevor die Extraktion optimiert werden konnte. Mit dieser Methode sollten dann verschiedene frische Äpfel sowie insbesondere mit unterschiedlichen Verfahren getrocknete Äpfel untersucht werden. Daneben wurde die Fähigkeit, Radikale abzufangen, in den Extrakten der verschiedenen frischen und getrockneten Äpfel sowie von diversen Standards, welche im Extrakt erwartet worden waren, analysiert. Zunächst wurden frische Äpfel unterschiedlicher Sorten, aber auch frische Äpfel gleicher Sorten von unterschiedlichen Händlern untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Sorten untereinander stark in ihrem Polyphenolmuster unterschieden, wobei in den einzelnen Stoffklassen immer eine oder zwei Verbindungen in besonders hohen Gehalten auftraten. Dies sind 5 Chlorogensäure und 4-p-Cumaroylchinasäure als Phenolcarbonsäure-Derivate, die Flavanole (-)-Epicatechin und Procyanidin B2, die Phloretin-Glycoside Phloretin-2’-Xyloglucosid und Phloretin-2’-Glucosid und das Flavonol Quercitrin. Diese kamen jedoch immer in unterschiedlichen Mengen und Verhältnissen vor. Die Absolut-Gehalte innerhalb einer Sorte variierten ebenfalls zum Teil erheblich, wobei die relativen Gehalte innerhalb einer Sorte hingegen enger zusammen lagen. Im Verlauf der Lagerung dreier Apfelsorten bei ca. 6 °C wurde zunächst eine Zunahme des Gehaltes an 5-Chlorogensäure sowie bei den Sorten Elstar und Jonagold von (-)-Epicatechin sowie Procyanidin B2 festgestellt. Ab der 22. Lagerungswoche wurde dann eine leichte Abnahme beobachtet. Zum besseren Verständnis des Verhaltens der Polyphenole beim Trocknungsprozess wurden verschiedene Erhitzungsversuche durchgeführt. So wurden Äpfel dreier Sorten über sechs Stunden getrocknet, wobei zum Teil deutliche Abnahmen in den Polyphenolgehalten auftraten. Dies betraf insbesondere die Flavan-(3)-ole sowie deren Dimere, deren Gehalt zum Teil auf weniger als die Hälfte des Ausgangsgehaltes im Frischapfel abnahmen. Die Gehalte der Hydroxyzimtsäurederivate – 5-Chlorogensäure und 4-p-Cumaroylchinasäure – nahmen hingegen nur wenig ab. Daneben waren aber auch Zunahmen z. B. der Kaffeesäure festzustellen, welche u. a. aus 5-Chlorogensäure freigesetzt werden konnte. Unterschiedliche Auswirkungen durch die Erhitzung konnten nicht nur bei den verschiedenen Polyphenolen beobachtet werden. Ebenfalls traten diese bei der Trocknung unterschiedlicher Apfelsorten auf. Besonders die Polyphenole der Sorte Braeburn wurden stärker in ihrem Gehalt verringert. Geeigneter zum Trocknen erscheinen die Sorten Jonagold und Elstar, bei denen es nur zu einer geringen Abnahme im Gehalt infolge der Trocknung kam. Neben dem Abbau der Polyphenole wurde die Bildung des Zuckerabbauproduktes HMF untersucht. Zusätzlich trat eine weitere Verbindung auf, welche sich ebenfalls als ein Zuckerabbauprodukt herausstellte. Diese Verbindung wurde besonders bei saurer Fructose-Erhitzung gebildet und aus dieser Erhitzungslösung isoliert. Durch Vergleich von UV- und Massen-Spektren mit verschiedenen Standards konnte die Verbindung als DDMP identifiziert werden. Zur Quantifizierung des DDMP lag kein Standard definierter Reinheit vor, weshalb die Komponente als HMF berechnet wurde. Generell verhielten sich diese beiden Substanzen im Verlauf der Trocknung ähnlich, wobei DDMP erst im späteren Trocknungsverlauf in größeren Mengen gebildet wurde. Die Gehalte erreichten in der Regel nur ein Drittel bis ein Fünftel des HMF-Gehaltes. Zudem wurden Äpfel der Sorte Jonagold einer Charge unter Versuchsbedingungen mit Konvektionstrocknung mit und ohne Umluft sowie mit STIR®-Trocknung bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten getrocknet und deren Gehalte verglichen, wobei immer ein Endwassergehalt von ca. 5 % angestrebt wurde, um ein knackiges und lagerstabiles Produkt zu erzielen. Bei der Konvektionstrocknung ohne Umluft erwiesen sich 80 °C und 4 Stunden am günstigsten, mit Umluft 60 °C und 5 Stunden sowie 80 °C und 1½ Stunden. Eine Trocknung bei 100 °C war hingegen in beiden Fällen unvorteilhaft, da hierbei sowohl die Polyphenolgehalte abnahmen als auch die HMF- und DDMP-Gehalte anstiegen. Für die STIR®-Trocknung erwies sich besonders eine Trocknung bei 60 °C für drei Stunden, auch aufgeteilt auf eine Vortrocknung von 2 Stunden und eine Nachtrocknung von einer Stunde, als günstig. Temperaturen von 75 °C allein oder nur bei der Nachtrocknung wirkten sich sehr ungünstig aus, da hierbei ebenfalls Abnahmen bei den Polyphenolen auf bis zu 40 % des ursprünglichen Gehaltes im Frischapfel sowie deutliche Zunahmen im HMF- und DDMP-Gehalt zu verzeichnen waren. Diese Ergebnisse wurden darüber hinaus durch die abschließend durchgeführten Untersuchungen der Radikalfängereigenschaften mittels DPPH-Test bestätigt. Dabei blieb die Fähigkeit, Radikale abzufangen, bei niedrigeren Trocknungstemperaturen im Vergleich zum Frischapfel besser erhalten als bei hohen Trocknungstemperaturen. Temperaturen von 100 °C bei der Konvektionstrocknung führten zur Abnahme auf bis zu 60 % im Vergleich zum Frischapfel, Temperaturen von 75 °C bei STIR® zur Abnahme von bis zu 50 %. Somit konnte insgesamt gezeigt werden, dass sowohl für die Konvektions- als auch für die STIR®-Trocknung von Äpfeln Parameter zur Produktion eines qualitativ hochwertigen Endproduktes ermittelt werden können. Hierbei spielen neben der optimierten Temperatur und Zeit der Trocknung auch die geeignete Sortenwahl eine entscheidende Rolle.

Äpfel müssen für die Verwendung als Tafelobst in einen den Handelsgütebestimmungen entsprechenden Zustand aufbereitet werden. Die Anforderungen an die Äpfel der einzelnen Klassen sind in den Qualitätsnormen und Handelsklassen für die EG festgelegt. Automatische Verfahren zur Sortierung von Äpfeln nach Größe, Farbe und Form kommen zum Einsatz. Qualitätsfehler auf der Apfeloberfläche ohne Farbveränderungen der Fruchtoberfläche werden nicht erkannt. Ausgehend von der auf dem Markt vorhandenen Sortiertechnik für Obst und Gemüse sowie den aktuellen technischen Möglichkeiten der Oberflächenerkennung bzw. -prüfung wurde nach einer Lösung gesucht, auch unverfärbte Oberflächenformveränderungen zu erkennen. Unverfärbte Oberflächenformveränderungen sind häufig die Ursache von größeren, oft infektiösen Schadstellen nach der Apfelaufbereitung. Sie führen zu Ausfällen für die Erzeuger und den Handel. Verbraucherbefragungen ergaben Interesse für den Handel an einer Erkennung unverfärbter Oberflächenformveränderungen zur Qualitätsverbesserung des Marktangebotes. Dabei sind breite flache, breite tiefe und tiefe schmale unverfärbte Oberflächenformveränderungen von besonderem Interesse. Nach bisher vorliegenden Untersuchungsergebnissen können mit Hilfe des Reflexionsmeßverfahrens Qualitätsfehler erkannt werden, die mit Verfärbung der Schale oder des schalennahen Fruchtfleisches einhergehen. Für die Erkennung von Druckstellen, die nicht mit Verfärbung verbunden sind, ist das Reflexionsmeßverfahren daher nur bedingt geeignet. Zur Problemlösung wurde ein Versuchsstand für Triangulationsmessungen mit Liniengitterprojektion aufgebaut. Es wurden 900 Apfelstreifenbilder der Apfelsorten "Golden Delicious", "Red Delicious" und "Braeburn" mit Hilfe des Versuchsaufbaus und dem zur Bilderkennung entwickelten Erkennungsalgorithmus untersucht. Zur Gewinnung der Merkmale aus dem Streifenbild wurde auf die Anzahl bzw. die Abstände der Streifen zurückgegriffen. Die aufgenommenen Apfelstreifenbilder wurden durch den Erkennungsalgorithmus in die Merkmalsklassen "gesunde Oberfläche", "Stiel- und Kelchgrube" und "Druckstelle" gruppiert. Nach den erfolgten Untersuchungen ist das Streifenprojektionsverfahren für die Sortierprozesse von Fruchtoberflächen geeignet, wenn die effektive optische Auflösung des Gesamtsystems, die von der Paßfähigkeit der Rastergrößen der einzelnen Baugruppen des Systems (Streifengitter, Kamerachip, Bildspeicher) abhängt, angepaßt werden kann (Ausschalten störender Moiré-Effekte im erforderlichen Auflösungsbereich). Die dreidimensionale Oberflächenkontur des Apfels moduliert das Abbild der projizierten Streifen, wodurch dreidimensionale Informationen der Oberflächentopographie in einem zweidimensionalen Bild impliziert werden können. Unverfärbte Oberflächenformveränderungen sind mit dem beschriebenen Erkennungsalgorithmus zu klassifizieren. Der Einsatz der Bilderkennung in dieser zeitkritischen Anwendung kann nur hardware-orientiert gelöst werden. Ein prinzipieller funktionsfähiger Lösungsansatz ist mit dem Erkennungsalgorithmus geschaffen. / Apples must conform to the trade quality regulations to be deemed fit for consumption. The EU requirements for each individual class of apple are specified in quality standards and trade classifications. Automatic processes are used to sort apples by size, colour and shape. Non-discoloured surface discrepancies of the fruit are not identified. This paper aims to find a system which allows non-discoloured surface discrepancies based on the sorting method for fruit and vegetables available on the market and state-of-the-art technology. Non-discoloured surface discrepancies often caused by serious, and in many cases, infectious areas of damage after the apples are processed. They result in losses for the grower and the trade. Consumer research revealed trade interest in a system which could identify non-discoloured surface discrepancies, leading to an increase in the quality of goods supplied to the market. Broad shallow, broad deep and shallow narrow non-discoloured discrepancies are of particular relevance. Previous studies have shown that discoloured discrepancies (discrepancies involving discoloration of the skin, or the fruit tissue immediately below the skin) can be identified using reflection measurement procedures. Such procedures have limited applicability for evaluating bruises which do not result in skin discoloration. An experiment bench was constructed for triangulation readings of projected line patterns in an attempt to solve this problem. Altogether 900 stripe images of apples of the "Golden Delicious", "Red Delicious" and "Braeburn" varieties were analysed using the experiment design and the algorithm developed for evaluating the images. The characteristics of the stripe image were determined on the basis of the number of stripes, or the spacing between the stripes. The recorded apple stripe images were grouped into the following characteristic categories by the evaluation algorithm: "healthy surface", "stalk and calyx" and "bruise". The study shows that the stripe projection procedure is suitable for sorting fruit by surface quality if the effective optical resolution of the overall system can be adapted accordingly (i.e. if the interfering Moiré effects can be eliminated in the required resolution range). This resolution depends on the grid sizes of individual system components (stripe pattern, camera chip, image memory). The three-dimensional contours of the apple surface alter the reflection of the projected stripes, which allows three-dimensional information regarding the surface topography to be indicated in a two-dimensional image. Non-discoloured surface discrepancies may be classified with the evaluation algorithm described above. The only viable method of applying image evaluation procedures requires substantial hardware. The evaluation algorithm is one solution which functions in principle.

Der Bericht informiert über die Ergebnisse des Projektes »Bekämpfung des Echten Mehltaus am Apfel mit dem Wirkstoff Penconazol im Raum Sachsen«. Die Untersuchung erfolgte im Zeitraum von 2010 bis 2012 in Labor- und Feldversuchen. Für eine optimale Bekämpfung des Erregers Podosphaera leucotricha ist die Erziehung des Baumes zu einer schlanken Krone unumgänglich. Der Primärbefallsdruck in einer Anlage und der angrenzenden Flächen darf 5 % nicht überschreiten. Untersuchungen der Wirkstoffverteilung mit wassersensitivem Papier und Rückstandsanalysen in Blättern sind für die Beurteilung der Feldleistung von Penconazol notwendig. Diese ermöglichen den Bezug zu im Biotest erhobenen Sensitivitätswerten. Ein »shifting« der Schaderregerpopulation in der Peconazolsensitivität ist zu erkennen, jedoch keine Resistenz.

Die Effektivität der Züchtung von Apfel (Malus ×domestica BORKH.) sowie anderen mehrjährigen hölzernen Obstkulturen hängt stark von der langen juvenilen Phase der Sämlinge ab. Die juvenile Phase bei Apfelsämlingen dauert meist fünf bis zehn Jahre. Während dieser Phase sind die züchtungsrelevante Bildung von Blüten und Früchten und die Selektion von Nachkommen anhand adulter Merkmale ausgeschlossen. Die Juvenilität verlängert somit einzelne Kreuzungszyklen drastisch, was einen hohen Zeit- und Kostenaufwand für die Züchter bedeutet. Das Rapid Cycle Breeding System von Apfel ist eine neue Züchtungstechnik, die eine beschleunigte Introgression von Zielgenen, vor allem Resistenzgenen aus Wildarten, in etablierte Sorten ermöglicht. Im Gegensatz zu agrotechnischen Methoden, verkürzt diese Technik die juvenile Phase der Apfelsämlinge auf wenige Wochen. Der Einsatz frühblühender transgener Linien, welche das FRUITFULL-Homolog BpMADS4 der europäischen Silberbirke (Betula pendula Roth.) über-exprimierten, ermöglichte die Realisierung einer Kreuzungsgeneration pro Jahr. Das derzeitige Rapid Cycle Breeding System stützt sich auf die 35S::BpMADS4-Linie T1190 als Modellpflanze, deren T-DNA auf der Kopplungsgruppe 4 lokalisiert wurde. Für die Selektion von Null-Segreganten im finalen Schritt des Kreuzungsprogramms ist es entscheidend, dass blühinduzierendes Transgen und eingekreuzte Zielgene auf nicht-homologen Chromosomen lokalisiert sind. Zur Erhöhung der Flexibilität des derzeitigen Rapid Cycle Breeding Systems im Hinblick auf die Realisierung verschiedenster Züchtungsziele befasste sich die vorliegende Arbeit mit drei Themenschwerpunkten: (1) Erweiterung des Spektrums an frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien, welche sich in der Kopplungsgruppe der T-DNA-Insertion und Apfelsorte von T1190 unterscheiden. (2) Beurteilung der Eignung frühblühender 35S::BpMADS4-Linien für das Rapid Cycle Breeding im Rahmen eines Kreuzungsprogramms mit der Apfelschorf-resistenten Sorte 'Regia' und der Feuerbrand-resistenten Wildart-Akzession MAL0045 von Malus fusca (Raf.) Schneid. (3) Vermeidung negativer Auswirkungen der konstitutiven Überexpression von BpMADS4 auf den Habitus und die Blütenmorphologie durch Verwendung eines induzierbaren Promotors. Mit Hilfe des hitzeinduzierbaren Gmhsp17.5-E-Promotors aus Soja (Glycine max) sollte ein temporäres RNAi-Silencing des apfeleigenen Blüh-repressors MdTFL1 und damit gezielt eine frühe Blüte induziert werden. Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass: (1) BpMADS4 erfolgreich in den Apfelsorten 'Gala Mitchgla' und 'Santana' über-exprimiert werden konnte. Mit Hilfe eines Genome Walking-Verfahrens wurden T-DNA-Insertionen in neun der elf untersuchten 35S::BpMADS4-Linien der Apfelsorten 'Pinova', 'Gala', 'Gala Mitchgla', 'Santana' und 'PNS', einem Sämling von 'Pinova', identifiziert. Als Ergänzung zu T1190 sind frühblühende Linien mit BpMADS4 auf Kopplungsgruppe 2, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 15 und 16 verfügbar. Sequenzanalysen zeigten analog zu Ergebnissen von T1190, dass die Agrobacterium-vermittelte Transformation zu Deletionen der T-DNA (bis zu 245 bp) und im Genom (bis zu 361 bp) führte. Im Gegensatz zu T1190 wurden bei den drei transgenen Linien von 'PNS' T1189, T1236 und T1240 Vektorbackbone-Insertionen im Genom identifiziert. Entsprechende Analysen der anderen Linien sind noch ausstehend. Die konstitutive Überexpression von BpMADS4 induzierte analog zu T1190 eine Verkürzung der juvenilen Phase auf nur wenige Wochen in allen elf 35S::BpMADS4-Linien. Dabei bewirkte die permanente Blütenbildung eine drastische Stauchung des vegetativen Sprosswachstums und gehäuftes Auftreten von Blütenanomalien. (2) Trotz signifikanter Unterschiede in Blütenmorphologie und Pollenfunktionalität der 35S::BpMADS4-Linien zu T1190 bzw. ihren nicht-transgenen Kontrollen war deren Blütenfertilität nicht eingeschränkt. In einem Kreuzungsprogramm mit M. fusca und 'Regia' konnte gezeigt werden, dass die Linien mit T1190 vergleichbare Frucht-ansatzraten hatten. Das Programm zielte auf die Introgression der Resistenzgene gegenüber Apfelschorf (Rvi2, Rvi4) und der rosigen Apfelfaltenlaus (Sd1) aus 'Regia' und des Feuerbrand-QTLs von M. fusca oder 'Regia' (FB-F7, FB-Mfu) ab. Aus 149 F1-Sämlingen wurden mittels Marker-gestützter Selektion 37 Sämlinge identifiziert, die BpMADS4 in Kombination mit mindestens einem Resistenzmarker aufwiesen. Acht frühblühende transgene F1-Sämlinge mit interessanter Kombination eingekreuzter Resistenzen wurden für Kreuzungen mit 'Golden Delicious' ausgewählt. Die F1-Sämlinge zeigten vergleichbare Fruchtansätze zu den entsprechenden frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien. Mittels Marker-gestützter Selektion konnten aus 17 BC1-Sämlingen sechs BpMADS4-überexprimierende Sämlinge selektiert werden, die jedoch nur einen Teil der eingekreuzten Resistenzen vorwiesen. Letztlich ermöglichte die Kombination aus frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien und Marker-gestützter Selektion der Nachkommen die Realisierung einer Kreuzungsgeneration pro Jahr. (3) Für ein temporäres Silencing der MdTFL1-Gene MdTFL1-1 und MdTFL1-2 in Apfel das duale Promotorkonstrukt 619pD1-HSP::MdTFL1-1-HSP generiert wurde, bei dem zwei Gmhsp17.5-E-Sequenzen ein 323 bp CDS-Fragment von MdTFL1-1 flankierten. Es wurden fünf transgene Linien der Apfelsorten 'Pinova' und 'Gala' erzeugt. Gen-expressionsstudien bestätigten, dass ein einmaliger Hitzeschock bei 42°C für 1 h bis 2 h den Gmhsp17.5-E-Promotor erfolgreiche aktivierte. Diese Aktivierung induzierte nur ein kurzzeitiges Silencing beider MdTFL1-Gene in den transgenen Linien, welches keinen Effekt auf die Transkription von MdFT1, dem Antagonisten von MdTFL1 hatte. Multiple Hitzeschockbehandlungen über einen Zeitraum von 28 d waren weder ausreichend, ein langfristiges Silencing von MdTFL1 noch eine frühe Blüte in den transgenen Linien zu induzieren. Negative Auswirkungen des MdTFL1-Silencing auf den Habitus konnten nicht bestätig werden. Mögliche Faktoren des Ausbleibens einer frühen Blüte wurden diskutiert. Interessanterweise zeigten Genexpressionsstudien, dass die Hitzeschock-Behand-lungen die Transkription von MdTFL1-1 und MdTFL1-2 gleichermaßen in transgenen und nicht-transgenen Pflanzen unterdrückten. In silico-Analysen identifizierten cis-regulatorische Hitzeschock-Elemente sowie flankierende TATA- und CCAAT-Box-Motive in den Promotorsequenzen beider Gene, welche bei der Reaktion pflanzlicher Gene auf Hitzestress eine Rolle spielen. Zusammenfassend zeigten die Untersuchungen dieser Arbeit, dass aus phänotypischer Sicht alle charakterisierten elf 35S::BpMADS4-Linien sich für das Rapid Cycle Breeding eignen. Vom molekulargenetischen Standpunkt aus können die transgenen Linien erst nach Untersuchung auf Vektorbackbone-Insertionen bzw. nach deren Mapping im Genom für das System verwendet werden. Die Eignung der acht frühblühenden F1-Sämlinge als Vorzuchtmaterial kann erst nach Durchführung entsprechender Resistenzstudien beurteilt werden. Im Gegensatz zu den frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien hatten die HSP::MdTFL1-1-Linien keinen Nutzen für das Rapid Cycle Breeding. Dennoch belegten die Ergebnisse dieser Arbeit eine Hauptrolle beider MdTFL1-Gene in der pflanzlichen Hitzestressantwort.

Der Bericht informiert über die Ergebnisse des Projektes »Bekämpfung des Echten Mehltaus am Apfel mit dem Wirkstoff Penconazol im Raum Sachsen«. Die Untersuchung erfolgte im Zeitraum von 2010 bis 2012 in Labor- und Feldversuchen. Für eine optimale Bekämpfung des Erregers Podosphaera leucotricha ist die Erziehung des Baumes zu einer schlanken Krone unumgänglich. Der Primärbefallsdruck in einer Anlage und der angrenzenden Flächen darf 5 % nicht überschreiten. Untersuchungen der Wirkstoffverteilung mit wassersensitivem Papier und Rückstandsanalysen in Blättern sind für die Beurteilung der Feldleistung von Penconazol notwendig. Diese ermöglichen den Bezug zu im Biotest erhobenen Sensitivitätswerten. Ein »shifting« der Schaderregerpopulation in der Peconazolsensitivität ist zu erkennen, jedoch keine Resistenz.

Die Effektivität der Züchtung von Apfel (Malus ×domestica BORKH.) sowie anderen mehrjährigen hölzernen Obstkulturen hängt stark von der langen juvenilen Phase der Sämlinge ab. Die juvenile Phase bei Apfelsämlingen dauert meist fünf bis zehn Jahre. Während dieser Phase sind die züchtungsrelevante Bildung von Blüten und Früchten und die Selektion von Nachkommen anhand adulter Merkmale ausgeschlossen. Die Juvenilität verlängert somit einzelne Kreuzungszyklen drastisch, was einen hohen Zeit- und Kostenaufwand für die Züchter bedeutet. Das Rapid Cycle Breeding System von Apfel ist eine neue Züchtungstechnik, die eine beschleunigte Introgression von Zielgenen, vor allem Resistenzgenen aus Wildarten, in etablierte Sorten ermöglicht. Im Gegensatz zu agrotechnischen Methoden, verkürzt diese Technik die juvenile Phase der Apfelsämlinge auf wenige Wochen. Der Einsatz frühblühender transgener Linien, welche das FRUITFULL-Homolog BpMADS4 der europäischen Silberbirke (Betula pendula Roth.) über-exprimierten, ermöglichte die Realisierung einer Kreuzungsgeneration pro Jahr. Das derzeitige Rapid Cycle Breeding System stützt sich auf die 35S::BpMADS4-Linie T1190 als Modellpflanze, deren T-DNA auf der Kopplungsgruppe 4 lokalisiert wurde. Für die Selektion von Null-Segreganten im finalen Schritt des Kreuzungsprogramms ist es entscheidend, dass blühinduzierendes Transgen und eingekreuzte Zielgene auf nicht-homologen Chromosomen lokalisiert sind. Zur Erhöhung der Flexibilität des derzeitigen Rapid Cycle Breeding Systems im Hinblick auf die Realisierung verschiedenster Züchtungsziele befasste sich die vorliegende Arbeit mit drei Themenschwerpunkten: (1) Erweiterung des Spektrums an frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien, welche sich in der Kopplungsgruppe der T-DNA-Insertion und Apfelsorte von T1190 unterscheiden. (2) Beurteilung der Eignung frühblühender 35S::BpMADS4-Linien für das Rapid Cycle Breeding im Rahmen eines Kreuzungsprogramms mit der Apfelschorf-resistenten Sorte 'Regia' und der Feuerbrand-resistenten Wildart-Akzession MAL0045 von Malus fusca (Raf.) Schneid. (3) Vermeidung negativer Auswirkungen der konstitutiven Überexpression von BpMADS4 auf den Habitus und die Blütenmorphologie durch Verwendung eines induzierbaren Promotors. Mit Hilfe des hitzeinduzierbaren Gmhsp17.5-E-Promotors aus Soja (Glycine max) sollte ein temporäres RNAi-Silencing des apfeleigenen Blüh-repressors MdTFL1 und damit gezielt eine frühe Blüte induziert werden. Zusammenfassend zeigten die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass: (1) BpMADS4 erfolgreich in den Apfelsorten 'Gala Mitchgla' und 'Santana' über-exprimiert werden konnte. Mit Hilfe eines Genome Walking-Verfahrens wurden T-DNA-Insertionen in neun der elf untersuchten 35S::BpMADS4-Linien der Apfelsorten 'Pinova', 'Gala', 'Gala Mitchgla', 'Santana' und 'PNS', einem Sämling von 'Pinova', identifiziert. Als Ergänzung zu T1190 sind frühblühende Linien mit BpMADS4 auf Kopplungsgruppe 2, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 15 und 16 verfügbar. Sequenzanalysen zeigten analog zu Ergebnissen von T1190, dass die Agrobacterium-vermittelte Transformation zu Deletionen der T-DNA (bis zu 245 bp) und im Genom (bis zu 361 bp) führte. Im Gegensatz zu T1190 wurden bei den drei transgenen Linien von 'PNS' T1189, T1236 und T1240 Vektorbackbone-Insertionen im Genom identifiziert. Entsprechende Analysen der anderen Linien sind noch ausstehend. Die konstitutive Überexpression von BpMADS4 induzierte analog zu T1190 eine Verkürzung der juvenilen Phase auf nur wenige Wochen in allen elf 35S::BpMADS4-Linien. Dabei bewirkte die permanente Blütenbildung eine drastische Stauchung des vegetativen Sprosswachstums und gehäuftes Auftreten von Blütenanomalien. (2) Trotz signifikanter Unterschiede in Blütenmorphologie und Pollenfunktionalität der 35S::BpMADS4-Linien zu T1190 bzw. ihren nicht-transgenen Kontrollen war deren Blütenfertilität nicht eingeschränkt. In einem Kreuzungsprogramm mit M. fusca und 'Regia' konnte gezeigt werden, dass die Linien mit T1190 vergleichbare Frucht-ansatzraten hatten. Das Programm zielte auf die Introgression der Resistenzgene gegenüber Apfelschorf (Rvi2, Rvi4) und der rosigen Apfelfaltenlaus (Sd1) aus 'Regia' und des Feuerbrand-QTLs von M. fusca oder 'Regia' (FB-F7, FB-Mfu) ab. Aus 149 F1-Sämlingen wurden mittels Marker-gestützter Selektion 37 Sämlinge identifiziert, die BpMADS4 in Kombination mit mindestens einem Resistenzmarker aufwiesen. Acht frühblühende transgene F1-Sämlinge mit interessanter Kombination eingekreuzter Resistenzen wurden für Kreuzungen mit 'Golden Delicious' ausgewählt. Die F1-Sämlinge zeigten vergleichbare Fruchtansätze zu den entsprechenden frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien. Mittels Marker-gestützter Selektion konnten aus 17 BC1-Sämlingen sechs BpMADS4-überexprimierende Sämlinge selektiert werden, die jedoch nur einen Teil der eingekreuzten Resistenzen vorwiesen. Letztlich ermöglichte die Kombination aus frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien und Marker-gestützter Selektion der Nachkommen die Realisierung einer Kreuzungsgeneration pro Jahr. (3) Für ein temporäres Silencing der MdTFL1-Gene MdTFL1-1 und MdTFL1-2 in Apfel das duale Promotorkonstrukt 619pD1-HSP::MdTFL1-1-HSP generiert wurde, bei dem zwei Gmhsp17.5-E-Sequenzen ein 323 bp CDS-Fragment von MdTFL1-1 flankierten. Es wurden fünf transgene Linien der Apfelsorten 'Pinova' und 'Gala' erzeugt. Gen-expressionsstudien bestätigten, dass ein einmaliger Hitzeschock bei 42°C für 1 h bis 2 h den Gmhsp17.5-E-Promotor erfolgreiche aktivierte. Diese Aktivierung induzierte nur ein kurzzeitiges Silencing beider MdTFL1-Gene in den transgenen Linien, welches keinen Effekt auf die Transkription von MdFT1, dem Antagonisten von MdTFL1 hatte. Multiple Hitzeschockbehandlungen über einen Zeitraum von 28 d waren weder ausreichend, ein langfristiges Silencing von MdTFL1 noch eine frühe Blüte in den transgenen Linien zu induzieren. Negative Auswirkungen des MdTFL1-Silencing auf den Habitus konnten nicht bestätig werden. Mögliche Faktoren des Ausbleibens einer frühen Blüte wurden diskutiert. Interessanterweise zeigten Genexpressionsstudien, dass die Hitzeschock-Behand-lungen die Transkription von MdTFL1-1 und MdTFL1-2 gleichermaßen in transgenen und nicht-transgenen Pflanzen unterdrückten. In silico-Analysen identifizierten cis-regulatorische Hitzeschock-Elemente sowie flankierende TATA- und CCAAT-Box-Motive in den Promotorsequenzen beider Gene, welche bei der Reaktion pflanzlicher Gene auf Hitzestress eine Rolle spielen. Zusammenfassend zeigten die Untersuchungen dieser Arbeit, dass aus phänotypischer Sicht alle charakterisierten elf 35S::BpMADS4-Linien sich für das Rapid Cycle Breeding eignen. Vom molekulargenetischen Standpunkt aus können die transgenen Linien erst nach Untersuchung auf Vektorbackbone-Insertionen bzw. nach deren Mapping im Genom für das System verwendet werden. Die Eignung der acht frühblühenden F1-Sämlinge als Vorzuchtmaterial kann erst nach Durchführung entsprechender Resistenzstudien beurteilt werden. Im Gegensatz zu den frühblühenden 35S::BpMADS4-Linien hatten die HSP::MdTFL1-1-Linien keinen Nutzen für das Rapid Cycle Breeding. Dennoch belegten die Ergebnisse dieser Arbeit eine Hauptrolle beider MdTFL1-Gene in der pflanzlichen Hitzestressantwort.