Zeitraum: 07.2016 – 05.2017

Beschreibung:

Die Vorselektion der Projektbäume beginnt in Zusammenarbeit mit dem assoziierten Partner der OG (PP 7) Martin Schreiner des Pflanzenschutzamtes Berlin zum 1.1.16. Hierbei werden Sammlungen verschiedener Versuchssortimente (Baumschule Lorberg, Bayr. Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau in Veitshöchheim, Landwirtschafts¬kammer Schleswig- Holstein in Ellerhoop, Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau und Technik in Quedlinburg) aufgesucht. Darüber hinaus werden aus dem Straßenkataster von Berlin und anderer Städte, Klone der zu untersuchenden Gattungen geprüft und ggf. ausgewählt, die sich bereits an besonders exponierten Standorten im urbanen Raum etabliert haben.

Bearbeitung: Humboldt Universität, Pflanzenschutzamt

(2a) Überführen der Gehölze in die In-vitro-Kultur; Etablierung

(2b) Testung der Kulturverfahren in vitro; Vermehrung, Bewurzelung, Akklimatisation

(2c) Erhaltungslinie der Klone in vitro

Zeitraum: 07.2016 – 06.2021

Beschreibung:

2a: Überführen der Gehölze in die In-vitro-Kultur; Etablierung

In Zusammenarbeit mit den Partnern der OG wurden in Vorbereitung der Antragstellung vorläufig drei Gattungen (Acer, Quercus, Tilia) festgelegt. Drei weitere Gattungen werden bei der Vorauswahl im AP 1 bestimmt. Pro Gattung sollen 15 Klone in die In-vitro-Kultur überführt werden. Dies wird erstmalig im Frühjahr 2016 durch die Partner der OG: Baumschule Sämann (PP 3) und HU Berlin (PP 4) erfolgen. Hierzu müssen verschiedene Desinfektionsverfahren (nach Art und Konzentration der chemischen Behandlung) getestet werden. Während der Projektlaufzeit sollen weitere potentielle Klonselektionen vorge¬nommen werden (weitere Überführungen in die In-vitro-Kultur: Frühjahr 2017 und 2018).

2b: Testung der Kulturverfahren in vitro; Vermehrung, Bewurzelung, Akklimatisation

Nach erfolgreicher Etablierung steriler Sprosse müssen, für die wissenschaftlichen Untersuchungen in vitro (AP 3), die einzelnen Klone anschließend zu hohen Stückzahlen (mind. 400 pro Klon) hochvermehrt werden. Auch hierfür müssen verschiedene Kulturverfahren (Fest- oder Flüssigkultur, Phytohormonbehandlungen: Art und Konzen¬tration) hinsichtlich unterschiedlicher Nährmedienzusammensetzung für die einzelnen Genotypen getestet werden, um eine ausreichende Vermehrungs¬rate zu generieren. Hierzu findet auch ein Austausch der Methoden und des erzeugten Pflanzenmaterials der beteiligten OG Partner (BS Sämann (PP 3) und HU Berlin (PP 4)) statt.

Die potentiellen Klone (nach Ergebnissen aus Teilversuchen AP 3a) werden erneut hochvermehrt und anschließend in vitro bewurzelt und im Frühjahr 2017 im Gewächshaus akklimatisiert. Auch hierbei müssen verschiedene Testungen zum Kulturverfahren (Phyto-hormoneinsatz in vitro in Bewurzelungsphase, Substratversuche zur Akklimatisation der Sprosse) für die jeweiligen Genotypen erfolgen Partner (BS Sämann (PP 3) und HU Berlin (PP 4)).

2c: Erhaltungslinie der Klone in vitro

Während der gesamten Projektlaufzeit müssen verschiedene Erhaltungslinien in vitro kultiviert werden. Hierbei handelt es sich zunächst um alle Klone, die sich in den physiologischen Untersuchungen im Jungpflanzenstadium befinden. Nach der labortech¬nischen Analyse verbleiben die 6 erfolgreichsten Klone in vitro, um weiterhin Ausgangs¬material zu generieren (BS Sämann (PP 3) und HU Berlin (PP 4)).

Bearbeitung: Humboldt Universität, Baumschule Sämann

(3a) Durchführung von Stresstests in der In-vitro-Kultur

(3b) Vitalitätsdiagnostik auf der Grundlage von Biomarkern

Zeitraum: 04.2016 – 06.2021

Beschreibung:

3a: Durchführung von Stresstests in der In-vitro-Kultur

Im Anschluss an die Hochvermehrung werden im AP 3 die stressphysiologischen Untersuchungen an sechs Gehölzgattungen durch Stresstests in vitro für vier Stressfaktoren (Trockenstress, Nährstoffmangel/-überschuss, Hitze, Kälte) durchgeführt. Bisherige Stresstests wurden mit Topfpflanzen (1-4jährig) durchgeführt. Da für Stresstests mit In-vitro-Material bisher keine Erfahrungen vorliegen, müssen artenspezifische Stresstests jeweils für osmotischen (Trocken-) Stress, Hitze- und Kältestress sowie Nährstoffmangel/-überschuss, entwickelt werden. Die Entwicklung der Verfahren beginnt im Oktober 2016 und soll bis Dezember 2016 abgeschlossen sein. Die Durchführung der Tests auf der Grundlage der entwickelten In-vitro-Stresstests soll im März 2018 abgeschlossen sein.

3b: Vitalitätsdiagnostik auf der Grundlage von Biomarkern

Die stressphysiologische Toleranz wird über etablierte Biomarker zur Vitalitätsdiagnostik aus dem Gewebe (Tab.1) geprüft. Hierzu muss ein bisher für „vollständige“ Bäume entwickeltes Biomarkerset (ca. 40 Pflanzeninhaltsstoffe: Kohlenhydrate, Aminosäuren, phenolische Komponenten, Stärke, Ascorbat u.a.) für In-vitro-Material für sechs Gehölzgattungen entwickelt werden. Die Methodenentwicklung bzw. -anpassung beginnt ab Oktober 2016 und soll im März 2017 abgeschlossen sein. Im Zeitraum von März 2017 bis März 2018 werden die Biomarkeranalysen (ca. 150 je Gattung = 900 Analysen für 40 Inhaltsstoffe) durchgeführt. Die Auswertung beginnt fließend ab August 2017, so dass ab diesem Zeitpunkt Aussagen über potentiell geeignete Einzelklone bezogen auf die Getesteten möglich sein sollen. Die bisherige Kalkulation geht (einschließlich AP 4b) von ca. 3.200 Screeningproben aus. Für die Extraktion der Proben in 8 verschiedene Lösungsmittel sind, unter Berücksichtigung von Doppelbestimmungen, ca. 51.800 Einwaagen von lyophylisiertem Pflanzenmaterial in einer Spanne von 7-20 mg zu tätigen.

Die stressphysiologische Toleranz wird über etablierte Biomarker zur Vitalitätsdiagnostik aus dem Gewebe untersucht. Hierzu muss ein bisher für „vollständige“ Bäume entwickeltes Biomarkerset (ca. 40 Pflanzeninhaltsstoffe: Kohlenhydrate, Aminosäuren, phenolische Komponenten, Stärke, Ascorbat u.a.) für in-vitro-Material für unterschiedliche Gehölzgattungen entwickelt und für das Screening der Gehölze angewendet werden.

Bearbeitung: LFE Eberswalde, Humboldt Universität

(4a) Durchführung von Stresstests an Jungpflanzen im Container

(4b) Vitalitätsdiagnostik auf der Grundlage von Biomarkern

Zeitraum: 06.2017 – 12.2020

Beschreibung:

Physiologische Untersuchungen an Jungpflanzen

Bei erfolgreicher Überführung der Pflanzen aus der Sterilkultur im Labor in die unsterilen Bedingungen im Gewächshaus und anschließend ins Freiland erfolgen die physiologischen Untersuchungen an den so erzeugten Jungpflanzen, ab Frühsommer 2017.

4a: Durchführung von Stresstests an Jungpflanzen im Container

Die Jungpflanzen werden ebenfalls einem Stresstest (Trockenstress, ggf. Kältestress im Winter 2017/18) unterzogen. Die Trockenstresstests können frühestens in der Vegetationsperiode 2018 erfolgen (und müssten ggf. 2019 nochmals wiederholt werden). Die Tests sollten einen Zeitraum von 8 Wochen nicht überschreiten und Mitte August abgeschlossen sein. Als analytische Grundlage werden mindestens an drei Tagen Blattmaterialien gewonnen (Umfang richtet sich nach der Anzahl der erfolgreich vermehrten Klone).

4b: Vitalitätsdiagnostik auf der Grundlage von Biomarkern

Das gewonnene und tiefgefrorene Blattmaterial wird laboranalytisch für ca. 40- 45 Biomarker (x 3 Probennahmetermine x 6 Gattungen) untersucht. Zzgl. zum Biomarkerset des In-vitro-Materials kommt die Analyse des Chlorophyll- und Carotinoidgehaltes hinzu. Nach Auswertung der labortechnischen Analysen kann die Selektion der potentiell geeigneten Einzelklone erfolgen. Im Januar 2019 sollten hierzu erste Informationen vorliegen, die bis September 2020 abgeschlossen sein müssen. Die Untersuchungen werden in Serien, die jeweils 5-6 Monate dauern, organisiert, so dass zum schnellst möglichen Zeitpunkt die erfolgreichsten Klone (1) aus der Erhaltungslinie in vitro hochvermehrt, bewurzelt und akklimatisiert werden können und die (2) die Jungpflanzen an die PP 1 und 2 weitergeben werden können.

Bei erfolgreicher Überführung der Pflanzen aus der Sterilkultur im Labor in die unsterilen Bedingungen im Gewächshaus und anschließend ins Freiland erfolgen die physiologischen Untersuchungen an den so erzeugten Jungpflanzen. Diese Pflanzen werden im Container ebenfalls verschiedenen Stresstests (z.B. Trockenstress) unterzogen. Als analytische Grundlage werden mindestens an drei Tagen Blattmaterialien gewonnen. Die Blattproben werden laboranalytisch für ca. 40 Biomarker untersucht. Zzgl. zum Biomarkerset des in-vitro-Materials kommt die Analyse des Chlorophyll- und Carotinoidgehaltes hinzu. Nach Auswertung der labortechnischen Analysen kann die Selektion der potentiell geeigneten Einzelklone erfolgen.

Bearbeitung: LFE Eberswalde, Humboldt Universität, Baumschulen Nauen

Zeitraum: 04.2017 – 04.2021

Beschreibung:

Physiologische Untersuchungen an Jungpflanzen

Entwicklung von Überführungsverfahren von In-vitro-Pflanzen in die Baumschulpraxis

Die Akklimatisation der bis dahin erfolgreichsten Klone beginnt im Frühjahr 2017. Die Entwicklung von Überführungsverfahren von In-vitro-erzeugten Pflanzen in die Baumschulpraxis wird dann ab Sommer 2017 von den OG Partnern Baumschule Nauen (PP 2) und HU Berlin (PP 4) getestet. Die akklimatisierten aber noch nicht endgültig selektierten Jungpflanzen (Ergebnisse der Analysen stehen zu diesem Zeitpunkt noch aus) werden in Multitopfpaletten vom OG Partner Baumschule Sämann (PP 3) abgegeben und anschließend beim OG Partner Baumschule Nauen (PP 2) getopft und kultiviert.

Bearbeitung: Humboldt Universität, Baumschulen Nauen

Zeitraum: 04.2019 – 06.2021

Beschreibung:

Modellhafte Produktion der in vitro vermehrten Klone in der Baumschule zum auspflanzfähigen Straßen- und Alleebaum

Die Anlage des Baumschulquartiers wird vom OG Partner: Baumschule Lorberg (PP 1) ausgeführt. Hierbei werden die in vitro erzeugten Gehölze den produktions¬technischen Bedingungen angepasst. Für die Vorbereitung der Flächen (Bewässerungssysteme, Videoanlage zur Überwachung) beginnen die Arbeiten 2019. Ab Herbst 2019 bzw. Frühjahr 2020 sollen die erzeugten Jungpflanzen der jeweils besten Klone in Baumschulquartiere aufgepflanzt werden. Bei 6 Gattungen und dem jeweils besten Klon mit 400 Einzelindividuen muss ein Quartier für 2400 Jungbäume bereitgestellt und gepflegt werden.

Bearbeitung: Baumschule Lorberg

Zeitraum: 01.2017 – 06.2021

Beschreibung:

Kommunikation- und Verbreitungskonzept

Begleitend zu den wissenschaftlichen und baumschulpraktischen Arbeiten müssen Kommunikationsstrukturen und –maßnahmen zur Akzeptanzsteigerung aller Interessens-gruppen, Stakeholder und Akteure in Bezug auf die Gehölzproduktion von in vitro erzeugten Bäumen und teilweise auch nicht heimischer Gehölzarten entwickelt werden. Für die Präsentation der Öffentlichkeit sollen zum einen Pflanzungen in der Stadt Eberswalde und anderen Städten vorgenommen werden und zum anderen mindestens eine Demonstra-tionsfläche angelegt werden. Die neuen Selektionen können somit beispielsweise Landschaftsarchitekten bzw. –planern und Gartenbauämtern zugänglich gemacht und auf Tagungen des Bundes deutscher Baumschulen (BdB) oder Baumforen (z.B. Berliner Baumforum) vorgestellt werden.

Bearbeitung: Humboldt Universität, Drittanbieter