Forschungsbedarf zur Umsetzung des „Konzeptes zur ... - Genres
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BLAG Forstliche <strong>Genres</strong>sourcen und Forstsaatgutrecht<br />
<strong>Forschungsbedarf</strong> <strong>zur</strong> <strong>Umsetzung</strong> <strong>des</strong> <strong>„Konzeptes</strong> <strong>zur</strong> Erhaltung und<br />
nachhaltigen Nutzung forstlicher <strong>Genres</strong>sourcen in der Bun<strong>des</strong>republik<br />
Deutschland“<br />
1. Klimawirkungsforschung<br />
Die genetische Vielfalt der Waldbäume bildet eine entscheidende Grundlage für die Widerstandsfähigkeit der<br />
Waldökosysteme und ist grundlegend für die Anpassungsfähigkeit der Wälder an sich verändernde<br />
klimatische Bedingungen. Angesichts der Unsicherheiten bezüglich <strong>des</strong> Umfangs der zukünftigen<br />
Veränderungen <strong>des</strong> Klimas und der Standortbedingungen haben die Forschung <strong>zur</strong> genetischen Vielfalt und<br />
Anpassungsfähigkeit der Baumarten und die Herkunftsforschung besonders hohe Bedeutung. Durch<br />
interdisziplinäre Forschung zu den Auswirkungen der Klimaveränderungen auf die Wälder und die<br />
Waldbäume und zu den Grenzen der Anpassungsfähigkeit der Baumarten müssen zukünftige Risiken und<br />
Chancen für die Waldbewirtschaftung frühzeitig und ganzheitlich analysiert werden. Die<br />
Klimawirkungsforschung verfolgt auf genetischer Ebene verschiedene Teilziele, die in einzelnen Punkten<br />
näher erläutert werden (z. B. Herkunftsforschung)<br />
Dahingehend ausgerichtete Forschungsaktivitäten erarbeiten Entscheidungshilfen für die praktische<br />
Waldbewirtschaftung.<br />
2. Erfassung der genetischen Vielfalt und der genetischen Unterschiede zwischen<br />
verschiedenen Baumpopulationen<br />
Nur genetische Inventuren mit Genmarkern bieten die notwendige Information, um Waldteile (Bestände) für<br />
Generhaltungszwecke oder als Saatguterntebestände auszuwählen und Herkunftsgebiete abzugrenzen. Ein<br />
großer Teil der bisher verfügbaren Information basiert auf Erhebungen mit nur wenigen Isoenzym-Genorten.<br />
Neu entwickelte Genmarker (z. B. AFLPs, cp-DNA, mt-DNA, SSRs, SNPs, ESTs erlauben, die Aussagekraft<br />
wesentlich zu steigern. Dringend erforderlich sind vergleichende Studien zum Einsatz mehrerer Kategorien<br />
von Genmarkern und Arbeiten <strong>zur</strong> optimalen Stichprobenstrategie. Diese können durch<br />
Computersimulationen erfolgreich getestet und optimiert werden (Cavers et al. 2005).<br />
Neue Genmarker erfordern auch neue Methoden <strong>zur</strong> Auswertung der entstehenden Daten. Dies wird<br />
besonders deutlich am irreführenden Einsatz von Maßen der genetischen Differenzierung zwischen<br />
Beständen (Fst und Gst) bei hochvariablen Mikrosatelliten (Hedrick 2005, 1999).<br />
Auf internationaler und europäischer Ebene bildet sich ein neuer Schwerpunkt; nämlich Genmarker für<br />
adaptive Merkmale zu identifizieren (z. B. Phänologie, Resistenz gegen Schaderreger). Diese neuen<br />
Genmarker können erstmals wichtige Informationen liefern, um die lokale Anpassung zu erfassen zu<br />
verstehen. Mit dieser Kenntnis wird es auch möglich sein, Herkunftsgebiete auf wissenschaftlicher Basis<br />
abzugrenzen (Garcia-Gil et al. 2003). Damit ist gleichzeitig eine engere Verknüpfung von genetischer und<br />
ökophysiologischer Forschung anzustreben.<br />
3. Anlage neuer und gemeinsame Auswertung bestehender Herkunftsversuche<br />
Die besten Aussagen <strong>zur</strong> lokalen Angepasstheit und Anpassungsfähigkeit und <strong>zur</strong> Abgrenzung von<br />
Herkunftsgebieten können bisher mit Hilfe von Herkunftsversuchen gewonnen werden. Insbesondere <strong>zur</strong><br />
Frage der Anpassungsfähigkeit an Klimaänderungen sind hier die Anstrengungen <strong>zur</strong> gemeinsamen<br />
Auswertung bestehender, langfristiger Versuche zu intensivieren. Für bisher nicht untersuchte Arten (z. B.<br />
Hainbuche, Linde, Straucharten) bzw. für Arten, bei denen ost- bzw. südosteuropäische Herkünfte bisher<br />
nicht berücksichtigt wurden, sind neue Versuche anzulegen.<br />
4. Genfluss auf Landschaftsebene – Pollen- und Samenverbreitung<br />
zwischen Beständen<br />
Bisher wurde die Pollen- und Samenverbreitung zumeist innerhalb eines Bestan<strong>des</strong> bzw. innerhalb einer<br />
Samenplantage untersucht. Häufig konnte hierbei ein bedeutender Prozentsatz der Pollen- und Sameneltern<br />
von außerhalb <strong>des</strong> untersuchten Bestan<strong>des</strong> nachgewiesen werden. Für die Praxis ist es wichtig, die<br />
Entfernung und den Umfang dieses externen Genflusses zu kennen, damit der Einfluss der Pollenväter in<br />
Saatguterntebeständen und Samenplantagen zutreffend bestimmt und gegebenenfalls verhindert werden<br />
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Tätigkeitsbericht 2001 - 2004<br />
kann.<br />
5. Auswirkungen genetisch nicht angepassten Vermehrungsgutes im Landschaftsbau auf die<br />
genetische Zusammensetzung von Wäldern<br />
Im Landschaftsbau gibt es Vorschläge und Empfehlungen für die Verwendung von Arten und Sorten, jedoch<br />
keine rechtsverbindliche Reglung über die Verwendung von lokal angepasstem Vermehrungsgut. Hier<br />
besteht <strong>Forschungsbedarf</strong>, um die möglichen Auswirkungen auf die genetische Zusammensetzung<br />
angrenzender Wälder zu klären. Arbeiten hierzu müssen Studien zum Genfluss und <strong>zur</strong> Anpassung<br />
beinhalten (Verbindung zu Punkt 3 und 4).<br />
6. Methoden der Herkunftsidentifizierung<br />
Die genetische Kontrolle der Herkunft von forstlichem Vermehrungsgut und von eingeschlagenem Holz<br />
(Stichwort: illegaler Holzeinschlag) wird zukünftig an Bedeutung gewinnen. Sie ist teilweise bereits in<br />
verschiedenen Normen und Richtlinien aufgenommen worden (z. B. forstliche Zertifizierung nach PEFC). Zur<br />
Weiterentwicklung dieser Verfahren müssen die modernsten wissenschaftlichen Methoden und Erkenntnisse<br />
mit den Bedürfnissen der Saatgutbetriebe und Baumschulen nach praktikablen und kostengünstigen<br />
Verfahren der Herkunftsidentifizierung zusammengebracht werden. Neben dem ZüF-Verfahren, das auf der<br />
genetischen Untersuchung von Rückstellproben basiert, laufen bereits Studien, die mit Hilfe hochvariabler<br />
Mikrosatelliten gerichtsfeste Abstammungsnachweise für forstliches Vermehrungsgut testen. Der Einsatz<br />
von Mikrosatelliten wird zukünftig an Bedeutung gewinnen. Hier sind standardisierte Versuchsprotokolle,<br />
Datenbanken und ein System von einheitlichen Kontrollstandards weiter zu entwickeln. Die Anzahl der<br />
verfügbaren Mikrosatelliten-Genorte muss teilweise noch erhöht werden. Auch der Einsatz alternativer<br />
Methoden <strong>zur</strong> Herkunftsidentifizierung z. B. Spurenelementgehalte und Isotopenverhältnisse soll getestet<br />
werden.<br />
7. Untersuchungen zu Auswirkungen forstlicher Maßnahmen, Saatguternte und<br />
Pflanzenanzucht auf die genetische Zusammensetzung von Wäldern<br />
Ähnlich wie bei der Erfassung der genetischen Vielfalt basieren bisherige Studien zu Auswirkungen<br />
forstlicher Maßnahmen und Methoden der Saatgutgewinnung und Pflanzenanzucht zumeist nur auf<br />
genetischen Erhebungen an wenigen Isoenzym-Genorten. Auch hier können neue genetische<br />
Untersuchungen mit molekularen Markern die bisherigen Ergebnisse trennschärfer und damit<br />
aussagekräftiger machen. Simulationsmodelle sollten im Verbund mit der Datenerhebung in Forst und Labor<br />
eingesetzt und weiter entwickelt werde, um allgemein gültige Ergebnisse zu erzielen (Degen et al. 2006;<br />
1996).<br />
Bisher gibt es wenig Erkenntnisse über die „natürliche“ Variation genetischer Prozesse wie z. B. über die<br />
Pollenverbreitung oder den Anteil der Selbstbefruchtung in verschiedenen Jahren. Der anthropogene<br />
Einfluss auf die „natürliche“ Variation ist künftig stärker herauszuarbeiten. Hier sind Zeitreihen erforderlich,<br />
wie sie im genetischen Monitoring gewonnen werden.<br />
In das Genetische Monitoring sollten ausgewählte Baumarten der Lebensraumtypen in FFH-Gebieten<br />
einbezogen werden, da dort bereits der Schutzzweck einer langfristigen Erhaltung definiert ist.<br />
8. Züchtungsforschung<br />
Die Aufrechterhaltung einer breiten genetischen Vielfalt bildet die Grundlage für eine erfolgreiche<br />
Forstpflanzenzüchtung. Die Möglichkeiten, durch Forstpflanzenzüchtung angesichts der Klimaveränderung<br />
geeignetes Vermehrungsgut zu entwickeln und dieses für die Waldbewirtschaftung zu nutzen, müssen<br />
intensiv und rechtzeitig geprüft werden.<br />
Hierin einbezogen ist die Bereitstellung von Klonen bzw. Klongemischen mit besonderen Eigenschaften für<br />
die Nutzung in Energieholzplantagen.<br />
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Literatur<br />
BLAG Forstliche <strong>Genres</strong>sourcen und Forstsaatgutrecht<br />
CAVERS, S., DEGEN B., CARON H., LEMES M., MARGIS R. ,SALGUEIRO F. and LOWE A. (2005): Optimal sampling<br />
strategy for estimation of spatial genetic structure in tree populations. Heredity 95, 281-289<br />
DEGEN B. and SCHOLZ F. (1996): Der Einsatz <strong>des</strong> Simulationsmodells ÖKO-GEN <strong>zur</strong> Erarbeitung von<br />
Entscheidungshilfen für eine nachhaltige Forstwirtschaft. In: MÜLLER-STARCK G.: Biodiversität und<br />
nachhaltige Forstwirtschaft. Landsberg: Ecomed - Verlagsgesellschaft, 284-299.<br />
DEGEN B., BLANC L., CARON H., MAGGIA L., KREMER A. and S. GOURLET-FLEURY (2006): Impact of selective logging<br />
on genetic composition and demographic structure of four tropical tree species. Biological<br />
Conservation, in press.<br />
GARCIA-GIL, MR; MIKKONEN, M; SAVOLAINEN, O (2003): Nucleotide diversity at two phytochrome loci along a<br />
latitudinal cline in Pinus sylvestris. Molecular Ecology 12 (5): 1195-1206.<br />
HEDRICK PW (1999): Perspective: highly variable loci and their interpretation in evolution and conservation.<br />
Evolution 53: 313-318<br />
HEDRICK PW (2005): A standardized genetic differentiation measure. Evolution 59: 1633-1638.<br />
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