Das Wachstum des Agrarsektors ist einer der entscheidenden Faktoren, um Armut in Entwicklungsländern zu verringern, da Armut auch heute noch ein vor allem ländliches Phänomen ist. Zwei Drittel der Armen weltweit leben auf dem Land und sind in der Mehrzahl direkt oder indirekt von der Landwirtschaft abhängig. Die verstärkte Teilnahme von Kleinbauern am wachsenden globalen Markt für hochwertige Nahrungsmittel wie tierische Erzeugnisse, Fisch, Obst und Gemüse wird als eine der vielversprechendsten Möglichkeiten gesehen, um Armut zu reduzieren. Insbesondere die Verbreitung des Obst- und Gemüseanbaus bietet eine Vielzahl von Chancen für Kleinbauern, da dieser im Vergleich zum Anbau von Grundnahrungsmitteln einen höheren Arbeitseinsatz erfordert sowie höhere Einkommen pro Hektar generiert. Die Ausschöpfung der sich eröffnenden Möglichkeiten kann jedoch durch die wachsende Bedeutung von privaten und öffentlichen Lebensmittelsicherheits- und Qualitätsstandards behindert werden. Während öffentliche Standards schon lange als ein Handelshemmnis für Exporte von Entwicklungsländern in Industrieländer gelten, werden private, vom Einzelhandel festgelegte Standards zunehmend zu einem Erfordernis, um Zugang zu Märkten weltweit zu erhalten. In dieser Studie befassen wir uns mit den Auswirkungen des GlobalGAP Standards auf Obst- und Gemüsekleinbauern in Entwicklungsländern. Der GlobalGAP Standard wurde 1997 durch europäische Einzelhandelsunternehmen mit dem Ziel entwickelt, die sehr unterschiedlichen Qualitätsstandards der einzelnen Unternehmen zu harmonisieren, und gilt heute als der wichtigste Standard für gute Agrarpraxis weltweit. Während die steigende Bedeutung des GlobalGAP Standards Kleinbauern in Entwicklungsländern vor neue Herausforderungen stellt, bietet diese gleichzeitig auch neue Chancen. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Implementierung des GlobalGAP Standards für Kleinbauern aufgrund von hohen Investitionskosten sowie hohen technischen und administrativen Erfordernissen mit besonders großen Schwierigkeiten verbunden ist. Auf der anderen Seite wird diskutiert, dass eine erfolgreiche Annahme des Standards zu stabileren und höheren Einkommen führen kann und somit zu einer Verringerung von Armut und Vulnerabilität beitragen kann. Jedoch ist nicht nur die Implementierung des GlobalGAP Standards eine große Herausforderung für Kleinbauern in Entwicklungsländern, sondern die ständige Einhaltung des Standards gestaltet sich häufig aufgrund der hohen laufenden Kosten und der strengen Erfordernisse des Standards als ebenso schwierig. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass insbesondere die Kleinbauern, die mit Unterstützung von Entwicklungshilfsprogrammen ein GlobalGAP Zertifikat erhalten haben, vielfach nicht dazu in der Lage sind, den Standard selbständig aufrechtzuhalten. Auf Grundlage der oben beschriebenen Chancen und Herausforderungen, die der GlobalGAP Standard mit sich bringt, ist es das Ziel dieser Studie, Mechanismen zu identifizieren, die Kleinbauern dazu in die Lage versetzen, den GlobalGAP Standard nachhaltig anzunehmen, um langfristig von einer Zertifizierung zu profitieren. Hierzu werden zunächst die Faktoren, die die Annahme des GlobalGAP Standards beeinflussen, identifiziert, wobei die Unterstützung von Gebern, öffentlich-privaten Partnerschaften und Exporteuren mit einbezogen wird. Darauf folgend analysieren wir die Auswirkungen der GlobalGAP Zertifizierung auf Produzentenpreise für Obst und Gemüse und auf das Netto-Haushaltseinkommen der Landwirte. Zuletzt werden die Determinanten der GlobalGAP Rezertifizierung nach Ende der Unterstützung durch Entwicklungshilfsprogramme untersucht. Die empirische Analyse basiert auf einem umfangreichen Paneldatensatz von thailändischen Obst- und Gemüsebauern, der in den Jahren 2010 und 2011 erhoben wurde. Die Grundgesamtheit von Obst- und Gemüsebauern wurde nach der Teilnahme an einem Entwicklungshilfsprogramm stratifiziert, welches zum Ziel hatte, thailändische Kleinbauern in der Annahme des GlobalGAP Standards zu unterstützen. Das Programm wurde zwischen 2008 und 2010 durchgeführt und zu Beginn des Jahres 2010 konnte eine Vielzahl von Programmteilnehmern erfolgreich das GlobalGAP Zertifikat erlangen. Während der ersten Befragungsrunde im Jahr 2010 wurden 287 Haushalte interviewt, davon sind 146 Teilnehmer des Entwicklungshilfsprogramms und 141 sind Nicht-Teilnehmer. Im Jahr 2011 konnten 218 der 287 Haushalte ein zweites Mal interviewt werden. Im ersten Teil der Studie vergleichen wir verschiedene institutionelle Arrangements, die unter die GlobalGAP Gruppenzertifizierung fallen, und analysieren die Faktoren, die die Annahme des GlobalGAP Standards bedingen. Die Analyse basiert auf den im Jahr 2010 während der ersten Befragungsrunde erhobenen Querschnittsdaten, die die Situation der Haushalte vor der Zertifizierung widerspiegeln. In unserer Forschungsregion hat die vermehrte Nachfrage nach GlobalGAP zertifizierten Produkten zu der Bildung neuer institutioneller Arrangements zwischen Gebern, Exporteuren und Landwirten geführt. Teilnehmende Landwirte an einem Entwicklungshilfsprogramm wurden in verschiedenen Zertifizierungsgruppen organisiert, die sich im Hinblick auf das Management des internen Kontrollsystems unterscheiden. Dieses kann entweder durch Geber, Exporteure oder durch die Landwirte selbst geleitet werden. Die Ergebnisse unserer Analyse zeigen, dass die Unterstützung durch Entwicklungshilfsprogramme, Exporteure und öffentlich-private Partnerschaften entscheidend ist, um Kleinbauern mit einem geringen Human- und Sozialkapital sowie mit geringen finanziellen Ressourcen die Annahme des GlobalGAP Standards zu ermöglichen. Zudem wird die Annahme der GlobalGAP Standards durch Haushalts- und Betriebsmerkmale wie Bildung, die Verfügbarkeit von Arbeitskräften in der Familie, die Nutzung effizienter Bewässerungstechniken sowie vorherige Erfahrung in modernen Wertschöpfungsketten beeinflusst. Des Weiteren analysieren wir die Auswirkungen der GlobalGAP Zertifizierung auf Obst- und Gemüseproduzentenpreise sowie auf das Netto-Haushaltseinkommen von Landwirten. Die Analyse beruht auf den erhobenen Paneldaten, die es uns ermöglichen, das Fixed-Effects-Modell anzuwenden, welches für einen Selektionsbias aufgrund von zeitkonstanter, unbeobachtbarer Heterogenität kontrolliert. Neben der Schätzung von durchschnittlichen Effekten der GlobalGAP Zertifizierung untersuchen wir die Frage, ob sich die Auswirkungen von GlobalGAP zwischen Untergruppen zertifizierter Landwirte unterscheiden. Für die Studie differenzieren wir zwischen zertifizierten Landwirten, die in von den Produzenten selbst oder in von Exporteuren geführten Gruppen organisiert sind, sowie zwischen Landwirten mit einer größeren oder kleineren zertifizierten Fläche. Die Ergebnisse zeigen, dass eine GlobalGAP Zertifizierung im Durchschnitt hohe positive Auswirkungen auf Produzentenpreise sowie auf das Netto-Haushaltseinkommen von Landwirten hat. Der hohe durchschnittliche Effekt wird jedoch vor allem durch hohe positive Auswirkungen in den von Produzenten geführten Gruppen gesteuert. In diesen hat die Annahme des GlobalGAP Standards im Durchschnitt zu 62% höheren Preisen sowie zu 14,678 USD höheren Netto-Haushaltseinkommen geführt. In den von Exporteuren geleiteten Gruppen kann dagegen kein signifikanter Einfluss der Zertifizierung festgestellt werden. Des Weiteren stellen wir fest, dass die realisierten Einkommenseffekte in den von Produzenten geführten Gruppen von der Größe der zertifizierten Fläche abhängen. Während größere Betriebe sehr hohe Einkommensgewinne erzielen, können kleinere Betriebe nur solange einen signifikanten Effekt verzeichnen, wie sie die wiederkehrenden Kosten der Zertifizierung nicht selbst tragen müssen, d.h. solange sie finanzielle Unterstützung durch einen Geber erhalten. Der letzte Teil unserer Studie befasst sich mit der Nachhaltigkeit der von Entwicklungshilfsprogrammen unterstützen GlobalGAP Zertifizierung von Kleinbauern. Wir schätzen ein bivariates Probit-Modell, um die Faktoren, die die nachhaltige Annahme des GlobalGAP Standards beeinflussen, in Abhängigkeit von erstmals erfolgter Zertifizierung zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterstützung durch Exporteure der weitaus wichtigste Einflussfaktor der ständigen und nachhaltigen Einhaltung des GlobalGAP Standards ist. Im Vergleich zu Landwirten in von Produzenten geführten Gruppen haben Bauern, die in von Exporteuren geleiteten Gruppen organisiert sind, eine 85% höhere Wahrscheinlichkeit erneut zertifiziert zu werden. Daraus lässt sich schließen, dass die Mehrheit der zertifizierten Bauern in den von Produzenten geleiteten Gruppen nicht die Fähigkeiten besitzt, den GlobalGAP Standard ohne externe Unterstützung dauerhaft aufrecht zu erhalten, obwohl sie im Durchschnitt einen hohen Nutzen aus der Zertifizierung ziehen könnten. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass größere Betriebe mit einem höheren Anteil der zertifizierten Fläche an der Gesamtfläche häufiger erneut zertifiziert werden. Somit können wir feststellen, dass die relativ kleinen und weniger integrierten Bauern zu den ersten gehören, die nach dem Ende von Entwicklungshilfsprogrammen den GlobalGAP Standard ablegen. Diese bilden jedoch die primäre Zielgruppe von Entwicklungshilfsprogrammen, da sie am ehesten gefährdet sind, den Zugang zu Märkten aufgrund der steigenden Bedeutung von Lebensmittelsicherheits- und Qualitätsstandards zu verlieren.

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Die Intensivierung des Rapsanbaus in den letzten Jahren hat zu einem verstärkten Aufkommen des bodenbürtigen Gefäßpathogens V. longisporum geführt. Die für den Pilz charakteristischen Mikrosklerotien können langjährig im Boden überdauern, akkumulieren und somit zur fortdauernden Bodenkontamination führen. Eine Infektion mit V. longisporum kann bereits im Herbst erfolgen, wenn durch Wurzelexsudate stimulierte Mikrosklerotien auskeimen und direkt die Wurzelepidermis der Rapspflanze penetrieren. Einer sowohl intra-als auch interzellulär gerichteten Ausbreitung bis zu den Gefäßelementen schließt sich eine langanhaltende Phase des Pilzes im Gefäßsystem an. In dieser latenten Phase zeigen sich keine auffälligen Symptome an der Pflanze, erst zum Ende der Pflanzenentwicklung zeigt sich halbseitige Stängelverbräunung und vorzeitige Abreife kann zu Ertragseinbußen führen. Der Pilz bleibt so lange auf die Gefäße beschränkt bis die Pflanze in die Seneszenzphase eintritt. Dann erfolgt eine Besiedelung der angrenzenden parenchymatischen Zellen und die Bildung von Mikrosklerotien. Mit Pflanzenresten können diese wieder in den Boden gelangen. Da derzeit keine adequaten Pflanzenschutzmittel zur Verfügung stehen, ist der Anbau resistenter Sorten eine wirkungsvolle Maßnahme die Verbreitung des Pilzes einzudämmen und der Anreicherung von Mikrosklerotien im Boden entgegenzuwirken. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein entscheidender Beitrag zur Züchtung neuer resistenter Genotypen geleistet. Phänotypisierungen zur Identifizierung resistenter B. napus-Linien (darunter auch DH-Linien) erfolgten unter kontrollierten Bedingungen im Gewächshaus in Göttingen. Darüber hinaus wurde die Resistenz ausgewählter B. napus-Linien in zwei aufeinander folgenden Jahren anhand von Feldversuchen in Göttingen, an verschiedenen Standorten in Norddeutschland und an einem Standort in Südschweden evaluiert. Eine Untersuchung der von 2004 bis 2009 im Gewächshaus getesteten B. napus Akzessionen wurde hinsichtlich der Häufigkeitsverteilungen der berechneten normierten AUDPC-Werte betrachtet. So konnte deutlich gezeigt werden, dass sich das Resistenzlevel in den aktuellsten Screenings deutlich verbessert hat im Vergleich zum Beginn der Screenings. Die Reproduzierbarkeit der Screenings wurde deutlich durch die Betrachtung der normierten AUDPC-Werte der Referenzsorten ‘Falcon’ und ‘Express’. So waren die normierten AUDPC-Werte der mittelgradig resistenten Referenzsorte ‘Express’ durchgängig niedriger im Vergleich zu der anfälligen Sorte ‘Falcon’, was für die Robustheit der Methodik spricht. Der Vergleich zwischen Gewächshaus- und Feldversuchen zeigte, dass eine geringe Korrelation zwischen den im Feld und Gewächshaus getesteten Akzessionen besteht und macht die Komplexität der Untersuchungen deutlich. Ein Screening von Genotypen kann jedoch nur schnell und in großem Umfang unter Gewächshaus-Bedingungen erfolgen. Die erweiterte Testung im Feld ist dann jedoch nötig, um die Resistenz unter zusätzlichem abiotischem Stress zu evaluieren. Neben der Bewertung des Befallsgrades (Befallshäufigkeit, Befallsstärke) mittels Stoppelbonitur wurde eine alternative Bewertungsmethode zur Evaluierung der Resistenz im Feld kultivierter Rapspflanzen gegenüber V. longisporum entwickelt. Die Entwicklung einer sensitiven real-time PCR (qPCR)-Methode zur Detektion von V. longisporum in Rapsstängeln beinhaltete die Bewertung zweier unterschiedlicher Primer, abzielend auf die internal transcribed spacer (ITS) Region bzw. auf die β-Tubulin-Region, die hinsichtlich ihrer Sensitivität und Spezifität analysiert wurden. Die hier getesteten ITS-Primer wiesen eine hohe Sensitivität gegenüber genomischer Pilz-DNA auf, jedoch wurde keine Spezifität gegenüber V. longisporum Isolaten festgestellt; vielmehr wurden V. dahliae Isolate und zwei weitere Verticillium Arten mit ITS-Primern detektiert. Das zweite getestete Primerpaar zeigte hingegen eine hohe Spezifität gegenüber V. longsiporum Isolaten, lediglich 3 von 15 getesteten V. longisporum Isolaten wurden nicht erfasst. Die Sensitivität dieser Primer war jedoch im Vergleich zu den ITS-Primern stark verringert. Die ITS-basierte qPCR Analyse führte zur Detektion des Pathogens noch vor der Symptomausbildung im Feld. So konnte in der Saison 2008/09 am Standort Göttingen gezeigt werden, dass frühe Infektionen bereits zu BBCH 65 auftraten und innerhalb weniger Wochen eine massive Besiedelung anfälliger Sorten erfolgte. Zudem konnte die pilzliche DNA-Konzentration in infizierten Rapsstängeln verschieden anfälliger Sorten quantifiziert und eine Korrelation zwischen der herkömmlichen Stoppelbonitur und dem Screening im Gewächshaus hinsichtlich der Einordnung der Resistenzniveaus hergestellt werden. Dies unterstützt die Verwendung der molekularen Methode als Alternative zur Stoppelbonitur. Neben der Verbesserung der Detektion von V. longisporum im Feld wurde die Pathogen-Wirt-Interaktion hinsichtlich der Ausbildung von Resistenzmechanismen charakterisiert. Dazu wurden zwei verschieden anfällige B. napus-Linien nach Inokulation mit V. longisporum sowohl auf histologischer als auch auf molekularbiologischer Ebene im Hypokotylbereich untersucht. Dieser Abschnitt, der den Bereich vom Wurzelhals bis zum Keimblattansatz markiert, konnte in vorangegangenen Untersuchungen als Schlüsselgewebe für die Ausbildung von Resistenzstrukturen identifiziert werden (Eynck et al., 2009). Anknüpfend an diese Untersuchungen wurden mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) genotypabhängige Resistenzstrukturen wie Gefäßverschlüsse und morphologische Veränderungen des Gefäßbereiches untersucht und begleitende qPCR-Messungen dokumentierten die Pathogenausbreitung. Diese ließen erkennen, dass der anfällige Genotyp im Vergleich zum resistenten Genotyp schneller besiedelt wird. Jedoch zeigten beide mit V. longisporum inokulierten Genotypen ähnliche ultrastrukturelle Veränderungen im vaskulären Bereich. So konnten Veränderungen an vaskulären Zellwänden wie elektronendichte Ablagerungen und Degradation primärer Zellwände im Bereich der Tüpfel beobachtet werden. Zudem konnte das Verschließen von Gefäßelementen mittels gelartiger Strukturen nachgewiesen werden. Unsere Untersuchungen lassen vermuten, dass der resistente Genotyp fähig ist Infektionen schneller zu erkennen und Resistenzmechanismen zielgerichteter und intensiver zu aktivieren. Da eine V. longisporum-Infektion in dem untersuchten resistenten Genotyp SEM 05-500256 u. a. zu einer verstärkten Bildung von Gefäßbarrieren im Hypokotylbereich führt (Eynck et al., 2009), wurde eine Beeinträchtigung des pflanzlichen Wassertransportes vermutet. Zur Klärung dieser Frage wurde der resistente Genotyp zusätzlich zu einer Infektion mit V. longisporum Trockenstressbedingungen (30% Feldkapazität) ausgesetzt und physiologische Parameter (Gaswechselmessungen), Befallswerte (AUDPC, Stauchung) und agronomische Parameter (Phänologisches Entwicklungsstadium, Anzahl Seitentriebe, Ertragsparameter) erfasst und im Vergleich zu der anfälligen Sorte ‘Falcon’ evaluiert. Weder die Befallsparameter noch die agronomischen Parameter zeigten eine Beeinträchtigung der Resistenz von SEM bei V. longisporum-Infektion in Kombination mit Trockenstress an.

Phytopathogene <i>Fusarium</i> spp.treten weltweit in landwirtschaftlichen Kulturen auf und führen häufig zur Ertragsreduktion, Verschlechterung der Produktqualität sowie Kontaminationen der Erntegüter mit toxischen Sekundärmetaboliten, sog. Mykotoxinen. Die durch <i>Fusarium spp.</i> hervorgerufene partielle Taubährigkeit (FHB) des Weizens und anderer Getreidearten sowie die <i>Fusarium</i> Kolbenfäule an Mais sind aus ökonomischer Sicht von besonderer Bedeutung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Verwendung von volatilen organischen Verbindungen (VOCs) zur Detektion von Fusariosen an Sommerweizen und Hybridmais unter Gewächshausbedingungen untersucht. Maiskolben wurden mit <i>F. graminearum</i>, <i>F. verticillioides</i> und <i>F. subglutinans</i> infiziert, während Weizenähren mit Sporensuspensionen von <i>F. graminearum</i>, <i>F. avenaceum</i> und <i>F. poae</i> inokuliert wurden. Auch Mischinfektionen wurden durchgeführt. Für die Sammlung der VOCs wurde ein statisches Verfahren (Festphasenmikroextraktion, SPME) sowie ein dynamisches Verfahren (open-loop stripping, OLS) eingesetzt. Die Analyse erfolgte in beiden Fällen mittels GC-MS. Ein nichtparametrischer Test (Kruskal-Wallis) wurde zur Identifikation von spezifischen volatilen Markern herangezogen. Auf diese Weise konnte an Mais ein Set aus 27 volatilen Biomarkern für die Infektion mit <i>Fusarium</i> spp. ermittelt werden. Die Kombination der VOCs ermöglichte hier die Unterscheidung zwischen Infektionen mit <i>F. graminearum</i> und <i>F. verticillioides</i>. An Weizen konnte ein Set aus 13 charakteristischen VOCs für den <i>Fusarium</i> Befall ermittelt werden. Die selektierten volatilen Marker beinhalteten sowohl einfache Moleküle mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen (C₅ - C₈), welche häufig von Pflanzen und Mikroorganismen emittiert werden, als auch infektionsspezifische Sesquiterpene (C₁₅H₂₄). In Zeitreihenversuchen konnte gezeigt werden, dass ein Großteil der relevanten VOCs bereits nach kurzer Zeit emittiert wird. So waren in Mais volatile Biomarker detektierbar, bevor Symptome am Kolben erkennbar waren (4 – 8 Tage nach der Inokulation). Ein Monitoring von VOC Profilen im Hinblick auf volatile Marker könnte eine schnelle und nicht-destruktive Detektion von <i>Fusarium</i> Infektionen (ggf. auch Risikoabschätzung zur Mykotoxinbelastung), z.B. im Feld oder Lager, ermöglichen. Hierfür stehen transportable Detektoren zur Verfügung. Das makrozyklische Lacton Zearalenon (ZEN) wird von mehreren <i>Fusarium</i> spp. produziert und besitzt eine östrogene Wirkung auf den menschlichen und tierischen Organismus. Schweine gelten diesbezüglich als besonders anfällig. ZEN wird in gemäßigten Klimazonen regelmäßig in Lebens- und Futtermitteln nachgewiesen. Bislang wurden zahlreiche Bioassays für die Detektion von ZEN beschrieben. Sie basieren meist auf den menschlichen Östrogenrezeptoren α und β und reagieren unspezifisch auf eine Vielzahl von östrogenen Substanzen (z.B. Genistein, 17β-Estradiol). Die vorliegende Arbeit beschreibt erstmalig ein Bioassay zur spezifischen Detektion von ZEN sowie dem kritischen Metabolit α-Zearalenol (α-ZOL). Das Assay basiert auf einer <i>zes2::gfp</i> Mutante des Mykoparasiten <i>Gliocladium roseum</i> und ermöglicht eine Detektion von ZEN in Feldproben (z.B. kontaminierter Mais). Schritte zur Probenvorbereitung und Extraktion, einschließlich Aufreinigung mit Immunoaffinitätssäulen, sowie die Kultur des Inditaktorstammes wurden optimiert. Das Assay eignet sich für die qualitative Detektion von ZEN in einem weiten Konzentrationsbereich sowie für eine quantitative ZEN Bestimmung in kontaminierten Mais Feldproben im Bereich zwischen 0,9 mg kg^-1 und 90 mg kg^-1. Neben der Detektion in Feldproben, konnte das Bioassay erfolgreich für ein Screening von Pilzstämmen zur Identifikation von ZEN-Produzenten eingesetzt werden. Das hier beschriebene <i>G. roseum zes2::gfp</i> Bioassay kann mit einer einfachen Laborausstattung durchgeführt werden und eignet sich möglicherweise für die Anwendung in Entwicklungsländern.

Bei der routinemäßigen Anwendung der Mikrosporenkultur zur Herstellung doppelt-haploider Linien kommt es bis heute zu Engpässen in der praktischen Rapszüchtung. Die Hauptprobleme stellen eine unzureichende Colchizin-induzierte Diploidisierungsrate und eine niedrige direkte Regeneration von Pflanzen aus Mikrosporen-Embryonen dar. Ein hoher Prozentsatz an Rapsembryonen aus Mikrosporenkultur durchläuft den Prozess der sekundären Embryogenese, der eine zeitintensive Subkultivierung erfordert. Hierbei werden die direkten Sprossansätze wiederholt von undifferenziertem Gewebe freigeschnitten bis eine Überführung in Erde und die letztendliche Regeneration zu doppelt-haploiden Pflanzen möglich ist. Die vorliegende Doktorarbeit besteht aus zwei Studien, die sich mit dem Thema: „Methodische Verbesserungen der Mikrosporenkultur in Brassica napus L.“ auseinandersetzen. Ziel der ersten Studie war die Erhöhung der Colchizin-induzierten Diploidisierungsrate von Mikrosporen ohne die Regeneration von Pflanzen aus den Mikrosporen-Embryonen zu verringern und damit die Entwicklung zu doppelt-haploiden Pflanzen zu verzögern. Aufgrund der hohen Toxizität von Colchizin wurden die weniger toxischen Mitosehemmstoffe Amiprophos-methyl (APM) und Pronamid, die eine höhere Affinität zu Pflanzentubulin als Colchizin besitzen, allein und in Kombination mit Colchizin untersucht. Eine Kombination dieser Mitosehemmstoffe führte zu keiner effizienten Diploidisierungsrate; demnach konnte ein synergistischer Effekt ausgeschlossen werden. Die acht untersuchten Winterrapsgenotypen erzielten eine Diploidisierungsrate von 40% bis 64%. Die Mitosehemmstoff-Behandlungen der isolierten Mikrosporen variierten hierbei zwischen 33% (3 µM APM, 72 Stunden) und 70% (25 µM Colchizin, 72 Stunden). Ein signifikanter Einfluss der Mitosehemmstoffe auf die Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen konnte nicht nachgewiesen werden. In Abhängigkeit der Genotypen konvertierten 14% bis 23% direkt. Unterschiedliche getestete Colchizinkonzentrationen (250, 150, 125, 25 µM) zeigten für 4 untersuchte Genotypen eine Colchizin-induzierte Diploidisierungsrate von 58% bis 66%, wobei die Behandlung 250 µM Colchizin für 48h die höchste Rate aufwies. Ein signifikanter Einfluss von Dimethylsulfoxid (DMSO), das oftmals als Lösungsmittel der angewendeten Mitosehemmstoffe verwendet wird, konnte jedoch nicht in den untersuchten Konzentrationen (0,3% und 3%) in Kombination mit der Colchizin-Behandlung (250 µM, 72 Stunden) auf die Diploidisierungsrate und die direkte Konversionsrate nachgewiesen werden. Weiterhin wurden 17 Winterrapsgenotypen bezüglich ihrer spontanen und ihrer Colchizin-induzierten Diploidisierungsrate untersucht und deren Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen zu Regeneraten mit direkten Sprossansätzen bestimmt. Die ausgewählten Genotypen enthielten sowohl Sorten als auch F1–Hybriden. Die spontan-induzierte Diploidisierungsrate zeigte eine große Variation von 15% bis 69%. Im Vergleich dazu erreichte die Colchizin-induzierte Diploidisierungsrate Werte von 40% bis 83%. Die Mikrosporen-Embryonen der getesteten Genotypen wiesen ebenfalls eine große Spannbreite bezüglich ihrer direkten Konversionsrate auf. Die Ergebnisse zeigten keinen signifikanten Einfluss der Mitosehemmstoff-Behandlung auf den Regenerationserfolg der Mikrosporen-Embryonen zu Pflanzen. Sowohl die beobachtete spontane und die Mitosehemmstoff-induzierte Diploidisierung als auch die Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen zu Regeneraten mit direkten Sprossansätzen waren stark Genotyp-abhängig. Ziel der zweiten Studie war die Erhöhung der direkten Regeneration der Mikrosporen-Embryonen zu Pflanzen trotz der starken Abhängigkeit der Genotypen. Zunächst wurde der Einfluss von zehn unterschiedlichen Sprossregenerationsmedien mit und ohne Phytohormone (Gibberellinsäure, 6-Benzylaminopurin, 3-Indolylbuttersäure) und eine 14-tägige Kältebehandlung bei 4 °C (Lichtthermostat) auf die direkte Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen von 5 Winterrapsgenotypen untersucht. Die 14-tägige Kältebehandlung erfolgte sowohl unter acht Stunden Licht als auch in Dunkelheit. Die Standardkultivierung der Mikrosporen-Embryonen erfolgte im Kulturraum bei 26 °C und 12 Stunden Licht. 13% bis 39% der Mikrosporen-Embryonen konvertierten direkt, wobei die höchste Rate von 43% nach Kultivierung der Embryonen auf Gamborg B5-Medium mit 0.1 mg/L Gibberellinsäure resultierte. Die Mittelwerte der Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen zu Regeneraten mit direkten Sprossansätzen aller untersuchten Genotypen und Kulturmedien wurden durch die 14-tägige Kältebehandlung (28%) gegenüber der Standardkultivierung (14%) signifikant erhöht. Nachfolgend wurde der Einfluss der vier effizientesten Sprossregenerationsmedien und eine 14-tägige Kältebehandlung bei 1.5 °C und bei 4 °C (Lichtthermostat) auf die Konversionsrate von Mikrosporen-Embryonen von 13 Winterrapsgenotypen untersucht. Die Kältebehandlung bei 1.5 °C erfolgte unter Lichtabwesenheit als auch unter acht Stunden Licht. Die Kältebehandlung bei 4 °C erfolgte dagegen in Dauerlicht und Dauerdunkel. Zwischen 29% und 76% der Mikrosporen-Embryonen konvertierten direkt. Im Vergleich zur Kultivierung unter Standardbedingungen konnte mit der Kältebehandlung eine signifikante Erhöhung erzielt werden (von 21% auf bis zu 71%). Nach vorheriger Kultivierung der Mikrosporen-Embryonen auf den unterschiedlichen Kulturmedien variierte die Konversionsrate zwischen 50% (MS) und 60% (B5 mit 0.1 mg/L Gibberellinsäure). Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass trotz einer vorherrschenden starken Abhängigkeit vom Genotyp, die direkte Konversionsrate der Mikrosporen-Embryonen mit Kältebehandlung (1.5 °C im Dauerdunkel) signifikant erhöht werden konnte. Fast alle Genotypen zeigten Konversionsraten der Mikrosporen-Embryonen von über 70%. Es ist demnach möglich die sekundäre Embryogenese und die damit verbundene zeitintensive in vitro-Subkultivierung erheblich zu reduzieren, und dadurch den Entwicklungsprozess von doppelt-haploiden Linien zur Verwendung in der praktischen Rapszüchtung zu beschleunigen.

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