Aufgaben

Genetische Vielfalt ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Anpassungsprozesse von Waldbaumarten. Ein zentraler Aufgabenbereich des Instituts ist daher die Analyse der genetischen Systeme von Waldbaumarten als Voraussetzung für die Untersuchung von deren Anpassungsprozessen. Ergebnisse aus diesen Untersuchungen werden sowohl der forstlichen Praxis als Entscheidungshilfen für den Aufbau stabiler Waldbestände zur Verfügung gestellt als auch für die Programme zur Erhaltung forstlicher Genressourcen herangezogen.

Ein weiterer Schwerpunkt der Forstgenetik ist die Provenienzforschung. Dabei werden die besonderen Umstände beachtet, die sich für die österreichische Forstwirtschaft aus dem alpinen Charakter des Landes ergeben.

Abteilungen

• Populationsgenetik und Herkunftsforschung:    Dr. Silvio Schüler
• Genomforschung:    Dipl.-Ing. Dr. Berthold Heinze (e-mail)
• Forstliches Vermehrungsgut:    Dipl.-Ing. Ilse Strohschneider
• Generhaltung und Versuchsgärten:    Dipl. Ing. Rudolf Litschauer

Kontakt

Hauptstraße 7, A-1140 Wien

Tel. +43-1-878 38 /2110

Fax +43-1-+43-1-878 38 /2250

Email: thomas.geburek@bfw.gv.at

Aus der Forschung

Genetische Inventur Österreichs

Im Rahmen von Projekt Nr.

Herkunftsforschung für Hochlagen

Provenienzversuche, siehe auch P/2/7 Nachfolgeprojekte

Das Ziel dieses Forschungsprogramms ist:

• Erfassung der Variabilität von Herkünften und Genotypen bei Nadel- und Laubbaumarten
• Prüfung und Beurteilung der Anbauwürdigkeit auf verschiedenen Standorten in bezug auf Wüchsigkeit, waldbauliche Eignung, Formeigenschaften und Resistenz gegenüber biotischen und abiotischen Schadfaktoren.
• Prüfung von Herkünften und Klonen, vor allem der Fichte, auf ihre Hochlageneignung

Molekulargenetik von Edellaubbäumen (Vogelkirsche und Bergahorn)

Projekt 2002-33 , Laufzeit: 1998-2003, Projektleiter Dipl.-Ing. Dr. Berthold Heinze

Molekulare Marker (DNA) erlauben bei Bäumen einen "Vaterschafts-" bzw. "Mutterschaftsnachweis" ähnlich wie beim Menschen. Man kann damit also für jeden einzelnen Samen die "Eltern" in einer Gruppe von Bäumen suchen. Dazu wird sogenannte Mikrosatelliten-DNA analysiert. Bei der Vogelkirsche, einer meist verstreut vorkommenden Baumart mit wertvollem Holz, sollen die Befruchtungsverhältnisse in größeren Vorkommen mit denen von einzeln stehenden Bäumen geklärt werden. Saatgut aus verschiedenen Jahren soll im Hinblick auf genetischen Einheitlichkeit untersucht werden, wenn möglich unter Einbeziehung von Plantagenbeerntungen. Ausserdem werden molekulargenetische Unterschieden zwischen Vogelkirschen im Wald und Hauskirschenklonen gesucht.

Beim Bergahorn ist die Suche nach genetischer Differenzierung der Vorkommen in Österreich nach geographischer Lage und Höhenstufen geplant, ebenso ein Vergleich der genetischen Zusammensetzung von Klonen in Samenplantagen.

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Verbesserung der Produktivität der Esche

Projekt 2002-27 -EU; Laufzeit: 2001-2004, Projektleiter Dipl.-Ing. Dr. Berthold Heinze

EU-gefördertes Forschungsprojekt, Koordinator: Dr. Gerry Douglas, TEAGASC, Irland. Die Ziele des Projektes sind in drei Teilbereichen zusammengefasst:

• Charakterisierung und Selektion geeigneter genetischer Ressourcen (Anbauversuche und molekulargenetische Charakterisierung)
• Verbesserung der nicht-konventionellen Vermehrungsmethoden für Esche (Gewebekultur)
• Analyse der Ursachen für die mangelnde Aufnahme von Forschungsergebnissen zu forstlichem Vermehrungsgut von Edellaubbaumarten bei den forstlichen Anwendern

Das Institut für Forstgenetik wird in den Bereichen 1 (molekulargenetische Charakterisierung) und 3 (Vorarbeiten für eine molekulargenetische Zertifizierung von Eschen-Vermehrungsgut) mitarbeiten.

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Weitere Untersuchungen

Populationsgenetik

• Groß- und kleinräumliche Verteilung genetischer Information
• Einfluß biotischer und abiotischer Faktoren auf genetische Strukturen
• Genetische Anpassungsfähigkeit
• Erhaltung der genetischen Vielfalt (forstgenetische Ressourcen)

Forstpflanzenzüchtung

• Genomforschung
• Auslesezüchtung bei Fichte und Lärche
• Klonidentifizierung
• Makrovegetative Vermehrung von Nadel- und Laubbaumarten
• Nachkommenschafts- und Klonprüfung

Herkunftsprüfung

• Frühtestung der Angepaßtheit von Fichtenpopulationen an die unterschiedliche Dauer der Vegetationszeit in verschiedenen Seehöhen (Klimakammer, Glashaus, Forstgarten)
• Herkunftsversuche bei Fichte, Lärche und Zirbe
• Feldversuche mit nicht einheimischen forstlichen Baumarten (Douglasie, Große Küstentanne, Griechische Tanne) und Edellaubbaumarten (Vogelkirsche, Speierling, Walnuß)
• Sortenprüfung von Pappel und Weide

Zukünftiger Schwerpunkt "Genomforschung"

Dipl.-Ing. Dr. Berthold Heinze

Die Genomforschung, die im Humanbereich zu einer Revolution der Erkenntnisse über den menschlichen Körper führt, bietet auch viele neue Mittel und Wege, mehr über die Waldbäume zu erfahren. Bisher wissen wir sehr wenig darüber, wie sich Bäume an die Umwelt anpassen, und welche Gene für die Phänomene des Knospenaustriebes, der Blüte, der Winterruhe oder der Frosthärte verantwortlich sind. In Zukunft soll sich eine eigene Arbeitsgruppe im Institut mit diesen Problemen auseinandersetzen und sich auf die Suche nach diesen Genen machen. Im Moment werden dazu nationale und internationale Forschungsprojekte vorbereitet.

Erhaltung der genetischen Vielfalt der heimischen  Baum- und Straucharten durch Kombination von in situ- und ex situ-Maßnahmen

• zur Erhaltung der durch Einwanderungsgeschichte und natürliche Auslese entstandenen Anpassungsformen an die Umweltbedingungen ("Angepasstheit")
• als Voraussetzung für das Anpassungsvermögen zukünftiger Baumgenerationen an sich ändernde Umweltbedingungen.

1. Identifikation, Festlegung und Betreuung von Gen-Erhaltungsbeständen
2. Samenbank
3. Anlage von Samenplantagen und Erhaltungspflanzen unter Beachtung regionaler Einheiten.

Monitoring des Reproduktionsverhaltens von Waldbäumen

Das Projekt umfaßt jährliche Untersuchungen über die Qualität und Quantität des Blühverhaltens und der Samenproduktion sowie Maßnahmen zur Sicherung der Saatgutversorgung.

• Pollenproduktion:
  Erhebung der für die Fruktifizierung maßgeblichen Faktoren wie Blühbeginn, Blühdauer und Blühintensität der windblütigen Baumarten mittels Pollenfallen (öst. Pollenfallennetz, Höhenprofile). Nach längeren Untersuchungsreihen und Einbeziehung essentieller Klimadaten sind Fruktifikationszyklen kurz- bis mittelfristig prognostizierbar (potentielle Samenproduktion).
• Aktuelle Samenproduktion:
  Mit Samenfangkästen kann die jährlich produzierte Samenmenge einzelner Baumarten bestimmt werden. Aufnahme von Bestandesdaten wie Baumartenverteilung, Baumklassen und Kronenmerkmale in unmittelbarer Umgebung von Samenfangstationen; Zapfenprobungen; (Erhebung der ankommenden Naturverjüngung unter standardisierten Bedingungen).
• Empirischer Vergleich mit regionalen (Höhenstufen) Blühdaten.

Samenkundliche Arbeiten

• Qualitätsbestimmung von Forstsaatgut
• Fruktifikation, Reifeverlauf und Keimung bei Forstgehölzen
• Prüfung von Bestandesabsaaten
• Samenmorphologische Untersuchungen zur Identifizierung
• Untersuchungen über die Reproduktionsfähigkeit von Beständen

Forstpflanzenuntersuchungen

• Erhebung von Qualitätsmerkmalen und deren Auswirkung auf den Aufforstungserfolg
• Frühbeurteilung von forstlichem Vermehrungsgut mittels Frühtestung

Dienstleistungen

Gesetzliche
Arbeiten

Forstliches Vermehrungsgutgesetz FVG

Führung von Listen über Ausgangsmaterial, das zur Erzeugung von "geprüftem Vermehrungsgut" bestimmt ist - "Nationales Register"
Gutachten zur Anerkennung von Saatgut (Untersuchungsbefund)

Projekthomepage Vermehrungsgut

Verordnung VO Bgbl. 512 vom 26. September 1996

Überprüfende Mitwirkung bei der Vergleichsprüfung für die Zulassung von Ausgangsmaterial für "geprüftes Vermehrungsgut"

Lehrtätigkeit

Universität für
Bodenkultur

Univ.Doz. Dr. Thomas Geburek

Aufbauend auf den genetischen Kenntnissen aus den Grundlagenvorlesungen soll ein vertieftes Verständnis für Forstgenetik und genetische Erhaltungsbiologie entwickelt werden. Kenntnisse über solche genetische Faktoren werden vorrangig vermittelt, die zur langfristigen Erhaltung von Arten und nachhaltigen Nutzung von Waldökosystemen beitragen. Die Vermittlung von genetischen Kenntnissen bei Waldbaumarten steht im Vordergrund. Dennoch bleiben andere Organismen nicht unberücksichtigt.

Lehrinhalte:

• Genetik und Erhaltungsbiologie: Begriffsdefinition, Ziele. Genetische Variation und Anpassung: Struktur und Bedeutung genetischer Variation, Erhaltung und Quantifizierung genetischer Variation, mikro- und makrogeographische Differenzierung, Adaption, Coadaption, Angepaßtheit, genetische Anpassungspotentiale, genetische Last, Extinktion
• Genetische Besonderheiten kleiner Populationen: Flaschenhals und Gründereffekte, Zufallsdrift, Inzucht, Genfluß, künstliche Maßnahmen zur Erhöhung der Fitness
• Hybridisierung und Metapopulationen: Grenzen und Potentiale natürlicher und künstlicher Hybridisierung, Metapopulationen
• Möglichkeiten und Grenzen genetischer Marker: Isoenzyme, DNA-Marker
• Management von Genressourcen: in-situ-Generhaltung, ex-situ-Generhaltung, Management von kaptivierten Populationen, kleinste überlebensfähige Population, SLOSS (single large or several small Dilemma)

Kooperationen und Mitarbeit

International

• Nationale Koordination der Strasbourg Resolution S2 "Erhaltung forstgenetischer Ressourcen", Durchführung durch das European Forest Genetic Resource Programme (EUFORGEN) (Univ.Doz. Dr. Thomas Geburek)
• Nationaler Vertreter für das EUFORGEN-Fichtennetzwerk (Univ.Doz. Dr. Thomas Geburek)
• Nationaler Vertreter für das EUFORGEN-Schwarzpappel-Netzwerk (Dr. Berthold Heinze)
• Verantwortlich für die innerstaatliche Koordination der Helsinki-Resolution H4 "Strategie für ein Verfahren zur langfristigen Anpassung der Wälder in Europa an die Klimaänderung" (Univ.Doz. Dr. Thomas Geburek)