Strategien zur Erzeugung von Wertholz; Teilvorhaben 2: Sammlung, Erhaltung und In-vitro-Vermehrung von Wertholzbäumen mit besonderen Holzmerkmalen

Abstract

Projektbeschreibung: Im Rahmen des Verbundprojekts war die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA) maßgeblich an der Identifikation, Erhaltung und In-vitro-Vermehrung von Individuen mit besonderen Holzeigenschaften beteiligt. Ausgangspunkt bildete die gezielte Suche nach herausragenden Ausgangsbäumen mit wertsteigernden Anomalien wie Riegelung oder anderen außergewöhnlichen Maserungen, die bei Wertholzsubmissionen besonders hohe Erlöse erzielten. Zur langfristigen Sicherung dieser Phänotypen wurden von der NW-FVA Reiser gesammelt und in-vitro etabliert. Parallel wurde ein Kryokonservierungsprotokoll für Bergahorn entwickelt, das die dauerhafte Lagerung ausgewählter Genotypen in flüssigem Stickstoff erlaubt. Das In-vitro-Kulturprotokoll sollte zudem optimiert werden, um eine zuverlässige vegetative Vermehrung auch anspruchsvoller Klone zu ermöglichen. Ziel war es, selektierte Klone vegetativ zu erhalten, zu vermehren und für weiterführende Prüfungen vorzubereiten. Die vermehrten Klone wurden gemeinsam mit Projektpartnern in bundesweit verteilten Klonprüfungen ausgepflanzt. In den kommenden Jahren soll systematisch erfasst werden, ob sich die besonderen Holzeigenschaften – insbesondere die Riegelung – auch nach In-vitro-Kultur stabil ausprägen. Parallel wird das forstliche Leistungspotenzial dokumentiert, etwa durch Höhenzuwachs, Brusthöhendurchmesser (BHD) und Wuchsform. Geeignete Klone sollen perspektivisch gemäß dem Forstvermehrungsgutgesetz (FoVG) zugelassen werden. Ein zentrales Ziel des Projekts war die Entwicklung und Überprüfung der Hypothese, dass bestimmte Holzeigenschaften genetisch bedingt sind. Grundlage bildeten zwei rund 40 Jahre alte Nachkommenschaftsprüfungen mit Bergahorn, in denen geriegelte Nachkommen nachgewiesen wurden. Durch gezielte Fällungen konnte systematisch Probenmaterial für Holzanalysen gewonnen werden. Die Erkenntnisse bilden eine Grundlage für künftige Züchtungsstrategien. Projektergebnisse: Im Teilvorhaben der NW-FVA wurden zahlreiche Bäume mit besonderen Holzeigenschaften wie Riegelung erfasst und vegetativ gesichert. Für ihre Erhaltung wurde ein In-vitro-Protokoll für Bergahorn weiter optimiert und bei 52 % der getesteten Genotypen erfolgreich angewendet. Besonders geeignet erwies sich Stockausschlagmaterial, insbesondere in Kombination mit NaDCC zur Oberflächendesinfektion. Ein ergänzendes Kryokonservierungsprotokoll zur Langzeitlagerung in flüssigem Stickstoff wurde etabliert. Die Kombination aus vierwöchiger Abhärtung und viertägiger Vorkultur zeigte bei mehreren Klonen die höchsten Regenerationsraten nach dem Auftauen. Für die forstliche Prüfung wurden zwei neue Klonprüfungsflächen angelegt und zwei bestehende weiter betreut. Die Beobachtung der Merkmalsstabilität der Riegelung und des Wuchspotenzials steht noch aus. Das Projekt leistete wichtige Beiträge zur vegetativen Erhaltung seltener Holzeigenschaften und zur Etablierung biotechnologischer Verfahren im forstlichen Bereich. Eine wissenschaftliche Veröffentlichung zu den entwickelten Protokollen ist geplant. Ein zentrales Ziel war die gemeinsame Entwicklung und Überprüfung der Hypothese, dass Riegelung genetisch bedingt ist. Grundlage bildeten zwei rund 40 Jahre alte Nachkommenschaftsprüfungen mit bekannter Elternstruktur. Bei 113 gezielt gefällten Bäumen wurde die Holzstruktur makroskopisch bewertet. Die Ergebnisse zeigten erstmals ein dominantes Vererbungsmuster: 71 % der Nachkommen mit mindestens einem geriegelten Elternteil zeigten ebenfalls Riegelung. Die Ergebnisse bilden die Grundlage eines derzeit zur Veröffentlichung eingereichten Manuskripts. Project objective: As part of the collaborative project, the Northwest German Forest Research Institute (NW-FVA) played a key role in the identification, conservation and in vitro propagation of individuals with exceptional wood characteristics. The starting point was the targeted selection of outstanding trees exhibiting value-enhancing anomalies such as wavy grain or other unusual wood figures, which have achieved particularly high prices at premium timber auctions. To ensure the long-term preservation of these phenotypes, scions were collected by the NW-FVA and established in vitro. In parallel, a cryopreservation protocol for sycamore maple (Acer pseudoplatanus) was developed that enables the long-term storage of selected genotypes in liquid nitrogen. The in vitro culture protocol was also to be optimised to allow reliable vegetative propagation of even chal lenging clones. The objective was to preserve and propagate selected clones vegetatively and prepare them for further evaluation. The propagated clones were planted in clonal trials across Germany in collaboration with project partners. In the coming years, it will be systematically assessed whether the distinctive wood characteristics, particularly wavy grain, remain stable after in vitro culture. At the same time, silvicultural performance will be monitored, including height growth, diameter at breast height (DBH) and growth form. Suitable clones are intended to be approved in accordance with the German Forest Reproductive Material Act (FoVG). A central aim of the project was to develop and validate the hypothesis that specific wood characteristics are genetically determined. The basis for this was two approximately 40-year-old sycamore maple progeny trials in which wavy-grained offspring were identified. Through targeted felling, wood samples could be systematically collected for analysis. The findings provide a foundation for future breeding strategies. Project results: In the subproject coordinated by the NW-FVA, numerous trees with special wood characteristics such as wavy grain were identified and vegetatively preserved. To support their conservation, an in vitro protocol for sycamore maple (Acer pseudoplatanus) was further optimised and successfully applied to 52% of the tested individuals. Coppice shoots proved particularly suitable, especially in combination with NaDCC for surface disinfection. An additional cryopreservation protocol for long-term storage in liquid nitrogen was established. The combination of a four-week cold acclimation and a four-day preculture phase resulted in the highest regeneration rates after thawing in several clones. For silvicultural evaluation, two new clonal trial sites were established and two existing trials were maintained. The assessment of trait stability for wavy grain and growth potential is still pending. The project made significant contributions to the vegetative conservation of rare wood characteristics and to the implementation of biotechnological methods in forestry. A scientific publication on the developed protocols is in preparation. A key objective was the joint development and validation of the hypothesis that wavy grain is genetically determined. The basis for this was two approximately 40-year-old progeny trials with known parentage. In 113 selectively felled trees, wood structure was assessed macroscopically. The results show, for the first time, a dominant inheritance pattern: 71% of the offspring with at least one wavy-grained parent also developed wavy grain. The findings form the basis of a manuscript currently under submission for scientific publication.