Strategie zur mittel- und langfristigen Versorgung mit hochwertigem forstlichem Vermehrungsgut durch Züchtung in Deutschland

Der Klimawandel zählt zu den zentralen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Dem umweltfreundlichen, CO2-speichernden und ressourcenschonenden Rohstoff Holz kommt bei den Anstrengungen, den unerwünschten Folgen dieser Entwicklung entgegenzuwirken, eine besondere Bedeutung zu. Mit der Suche nach CO2-neutralen Energiequellen und steigenden Energiepreisen steigt die Nachfrage nach Holz stetig. Holz wird aber nicht nur vom Energiesektor (Wärmebereich, Stromerzeugung, Biokraftstoffe) verstärkt nachgefragt, auch im stofflich-mechanischen und im chemischen Bereich werden hohe Wachstumsraten prognostiziert. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine Vorsorgestrategie zu entwickeln, um den künftigen Herausforderungen zu begegnen. Einen wichtigen Ansatzpunkt bildet dabei die Forstpflanzenzüchtung mit der Bereitstellung von hochwertigem, leistungsstarkem und widerstandsfähigem Saat- und Pflanzgut. Die 3. Tagung zur Waldstrategie 2020 des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) und der im November 2011 vom Thünen-Institut für Forstgenetik und der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) organisierte BMELV-Workshop 'Forstpflanzenzüchtung' in Berlin gaben einen guten Überblick zum aktuellen Stand der Arbeiten, zu den enormen Potentialen, aber auch zu dem deutlichen Nachholbedarf Deutschlands in diesem Bereich im Vergleich zu anderen Ländern. Wichtiges Ziel der Züchtung ist die Bereitstellung von Vermehrungsgut, das anpassungsfähig und leistungsstark genug ist, um den erwarteten Umweltänderungen bei der Erfüllung aller Waldfunktionen gerecht zu werden. Der Workshop machte klar, dass Forstpflanzenzüchtung in Deutschland diese großen Anforderungen der Zukunft nur erreichen und sichtbare Erfolge liefern kann, wenn alle verbliebenen Bundes- und Landeseinrichtungen, die Züchtung betreiben, unter Teilung der Aufgaben noch enger zusammenarbeiten und die Finanzierung nicht nur kurzfristig, sondern auch mittelfristig für einen Zeitraum von mindestens 15 Jahren gesichert ist. [...

Franugla_cpDNA_Dat

cpDNA data: nucleotide sequences at 8 differentiating loci in two chloroplast regions observed in 236 individuals from 30 populations (as described in Methods & Materials, Table 1, Fig. 6 and Supplementary Material)

Data from: Revisiting the provenance delineation of a widespread shrub, Frangula alnus—the role of spatial, temporal and environmental patterns

Including population genetic aspects into the selection of planting material within the framework of conservation and restoration measures is of vital importance for the long-term persistence of populations. This is especially true facing climate change since genetic diversity and the spread of potentially beneficial alleles are important for the adaptability of populations. Therefore, knowledge about genetic variability within and between populations is a critical aspect when determining provenance regions. In our study, we investigated the population genetic structure of a widespread, insect-pollinated and mainly bird-dispersed shrub species, Frangula alnus, on the basis of seven microsatellites and two chloroplast DNA markers throughout Germany. The aim was to determine the spatial, temporal and ecological processes genetically structuring populations to critically revise existing provenance regions. Therefore, we conducted analyses on different spatial scales (country-wide, regional and local) using the two different marker sets in addition to environmental variables. We detected distinct patterns on all spatial scales which indicated influences of historic recolonization processes, regional differences of seed dispersal across the landscape, as well as small-scale spatial genetic structures attributable to local dispersal processes. No relation of underlying environmental gradients such as temperature or precipitation and genetic patterns was found. We conclude that different aspects of historic and more recent gene flow shape population genetic structures and that a thorough analysis on a variety of spatial, temporal and environmental scales is necessary to appropriately select planting material for conservation and restoration measures. Correspondingly, management advice regarding provenance delineations will be provided

Former Land Use and Host Genotype Influence the Mycorrhizal Colonization of Poplar Roots

The present paper analyses the community structure of ectomycorrhiza (ECM) and arbuscular mycorrhiza (AM) fungi associated with seven different poplar clone types growing in a patch system on soil from four different former land use types, originating from spruce forest, poplar stand, grassland and cornfield. We determined the extent to which ECM and AM play a role on the studied factors (genotype, former land use type and host growth). The diversity of ECM and AM fungal communities was estimated by morphological and molecular analyses of the 18S and ITS of the rDNA genes. Fifteen ECM fungal taxa and four AM groups were distinguished in the roots of the poplars grown for 18 months on soil originating from the respective land use types. The poplar clones showed significantly different rates of shoot length and AM colonization, especially concerning the occurrence of Glomus intraradices and Scutellospora sp. Populus deltoides had significantly higher Scutellospora sp. abundance. Although ECM abundance and diversity was high, no significant differences between the different land use types was found. However, some ECM fungi like Paxillus involutus, Laccaria proxima and Laccaria tortilis showed significant preferences for specific land use types. Our findings suggest that both factors, former land use type and poplar genotype, are important determinants of mycorrhizal colonization of the host plants

Manual on experimental design, setup and maintenance of field trials in forest tree breeding

Versuchsflächen zur Prüfung von Herkünften, Nachkommenschaften und Klonen sind ein wichtiges Instrument in der Forstpflanzenzüchtung. In der Vergangenheit wurde immer wieder deutlich, wie unterschiedlich die einzelnen Institutionen und Bearbeiter bei der Planung, Anlage, Betreuung und Aufnahme von Versuchsflächen verfahren. Aus diesem Grunde hat die "Arbeitsgemeinschaft der Länderinstitutionen für Forstpflanzenzüchtung (ARGE)" ein Handbuch mit Richtlinien für die Durchführung von Versuchen im Rahmen der Forstpflanzenzüchtung erarbeitet. Im ersten Kapitel werden die wichtigsten Punkte der Versuchsflächenplanung, wie Versuchsziel, Versuchsmaterial, Standort des Versuchs und Anlagemethoden beschrieben. In weiteren Kapiteln (2 bis 4) werden die Beschaffung, Aufbereitung und Anzucht des Versuchsmaterials behandelt. Weiterhin werden Empfehlungen zur Vorbereitung von Versuchsflächen und zur Pflanzung gegeben (Kapitel 5). Die nächsten Kapitel befassen sich mit der regelmäßigen Kontrolle der Versuchsflächen (Kapitel 6) und Maßnahmen zum Schutz und der Pflege der Fläche während der Laufzeit (Kapitel 7). Als besonders wichtig wird dabei herausgestellt, dass sämtliche Maßnahmen entsprechend dem Versuchsziel und der Regel der Gleichbehandlung aller Versuchsglieder zu erfolgen haben. Das kann auch bedeuten, dass dabei von den praxisüblichen Behandlungsmethoden abgewichen wird. Ebenso wird ausführlich auf die Durchführung von Messungen und Bonituren der Versuche eingegangen. Dabei werden unter anderem Empfehlungen für die Bonitur von phänologischen und Qualitätsmerkmalen gegeben (Kapitel 8). Die Ausführungen zu Dokumentation im Zusammenhang mit der Versuchsflächenarbeit werden durch Fallbeispiele aus verschiedenen Institutionen ergänzt (Kapitel 9, 10).Experimental trial sites to test provenances, progenies and clones are a key instrument in forest tree breeding. Past experiences have shown that each institute and person of responsibility treats experimental design, setup, maintenance and trait measurements differently. For that reason, the Working Group of German Institutes of Forest Tree Improvement ["Arbeitsgemeinschaft der Länderinstitutionen für Forstpflanzenzüchtung (ARGE)"] developed a manual of guidelines for the implementation of field trials in forest tree breeding. In Chapter 1, we describe important features of the experimental design, including objectives, test material, trial location and setup. Chapters 2, 3 and 4 cover acquisition, processing and cultivation of test material. Chapter 5 gives recommendations on site preparation and planting. Chapter 6 concentrates on regular monitoring, as well as activities of protection and maintenance during trial duration (chapter 7). We point out that it is crucial to conduct every task on a trail site according to the trial objectives and to treat each experimental unit equally. This may also imply to diverge from common procedures. The collection of quantitative data is described in great detail, including both recommendations on measuring growth parameters as well as on rating phenology and quality (chapter 8). Case studies from different institutions complement the link between proper documentation and the duties out in the field (chapters 9, 10)

Identifizierung von für Deutschland relevanten Baumarten im Klimawandel und länderübergreifendes Konzept zur Anlage von Vergleichsanbauten: Empfehlungen der Bund-Länder-Arbeitsgruppe "Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht" zu den Arbeitsaufträgen der Waldbaureferenten

Die Waldbaureferenten des Bundes und der Länder erteilten im Oktober 2019 der Bund-Länder-Arbeitsgruppe 'Forstliche Genressourcen und Forstsaatgutrecht' BLAG-FGR zwei Arbeitsaufträge: (1) Einteilung der für Deutschland relevanten Baumarten und Identifizierung von Arten im Klimawandel sowie (2) Erarbeitung eines länderübergreifenden Konzepts zur Anlage von Vergleichsanbauten (Herkunftsversuche) für alternative Baumarten im Klimawandel. An Hand von Expertenwissen, Veröffentlichungen, grauer Literatur, Konzepte, Erfahrungswissen und Versuchsergebnissen wurden 101 Baumarten identifiziert, von denen neun als zukunftsfähig erachtet werden. Es sind die Baumarten Hainbuche (Carpinus betulus), Winter-Linde (Tilia cordata), Spitz-Ahorn (Acer platanoides), Flaum-Eiche (Quercus pubescens), Nordmanns-Tanne (Abies nordmanniana), Orient-Buche (Fagus orientalis), Atlas-Zeder (Cedrus atlantica) sowie Elsbeere (Sorbus torminalis) und Baum-Hasel (Corylus colurna), die vorrangig für die länderübergreifende Identifizierung von zukunftsfähigen Baumarten in den Aktivitäten des Bundes und der Länder zur Anpassung der Wälder an den Klimawandel berücksichtigt werden sollten. Für die neun Baumarten wurde ein länderübergreifendes Konzept zur Anlage von Vergleichsanbauten (Herkunftsversuchen) erarbeitet und Handlungs- sowie Forschungsbedarf sowie Risiken bei der Umsetzung aufgezeigt.In October 2019, the silvicultural consultants of the federal and state governments gave the working group "Forest Genetic Resources and Law on Forest Reproductive Material" BLAG-FGR two work assignments: (1) Classification of tree species relevant for Germany and identification of tree species in climate change, and (2) Development of a transnational concept for the establishment of provenance experiments for alternative tree species in climate change. Based on expert knowledge, publications, grey literature, concepts, empirical knowledge and trial results, 101 tree species were identified, of which nine are considered sustainable. The tree species are common hornbeam (Carpinus betulus), little leaf linden (Tilia cordata), Norway maple (Acer platanoides), downy oak (Quercus pubescens), Caucasian fir (Abies nordmanniana), Oriental beech (Fagus orientalis), Atlas cedar (Cedrus atlantica) as well as wild service tree (Sorbus torminalis) and Turkish hazel (Corylus colurna), which should primarily be taken into account for the national identification of sustainable tree species in the activities of the federal government and the federal states to adapt forests to climate change. For the nine tree species, a national concept for the establishment of provenance experiments was developed and the need for action and research as well as the risks involved in implementation was identified