Untersuchungen zur Vererbung von Qualitätseigenschaften bei Silomais (Zea mays L.) | Genetic Correlations of Quality Traits of Silage Maize (Zea mays L.)

In Mitteleuropa hat Silomais (Zea mays L.) eine sehr große Anbaubedeutung als ertrag- und energiereiches Grundfutter für die Milchviehhaltung und Bullenmast. Die Qualität bzw. der Futterwert einer Silomaishybride wird vor allem durch die Verdaulichkeit und den Energiegehalt bestimmt. Durch die Einführung der Nahinfrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIRS) ist die Bestimmung von Qualitätsmerkmalen inzwischen Routine in der Silomaiszüchtung und -sortenbewertung. Die Qualität der Ganzpflanze wird durch den Kolbenanteil, aber auch durch die Verdaulichkeit der Restpflanze und hier besonders der Zellwand beeinflusst. In der vorliegenden Arbeit wurde die Bedeutung der Restpflanzen- für die Ganzpflanzenqualität untersucht. In der Hybridzüchtung bedeutet die indirekte Selektion anhand der Linieneigenleistung einen großen Vorteil, da die Anzahl an Testkreuzungen eingeschränkt werden kann. Es wurde daher überprüft, inwieweit sich die Restpflanzenqualität von Testkreuzungen anhand der Linieneigenleistung vorhersagen lässt. Zudem interessierten die Beziehungen zwischen dem Ertrag sowie der Abreife und den qualitätsbestimmenden Merkmalen. In den Jahren 1999 und 2000 wurden an vier klimatisch unterschiedlichen Standorten in Deutschland Linieneigenleistungs- und Testkreuzungsprüfungen durchgeführt. Die Genotypen stellten aktuelles westeuropäisches Zuchtmaterial dar, das nicht auf Qualität vorselektiert worden war. Die Auswertung erfolgte an drei Datensätzen mit Flint- bzw. Dent-Linien, die jeweils mit einem Tester geprüft wurden. Die Prüfung auf Kombinationseignung wurde an drei kleineren Datensätzen mit Flint- sowie Dent-Linien mit jeweils zwei Testern durchgeführt. Es wurde die Qualität (Verdaulichkeit, Zellwandverdaulichkeit, Inhaltsstoffe) der Linien- und Testkreuzungsrestpflanze sowie die der Testkreuzungsganzpflanze mit NIRS bestimmt. Die Heritabilitätskoeffizienten waren für alle Merkmale der Linienrestpflanze hoch bis sehr hoch. In den Testkreuzungsprüfungen war die Bedeutung der genotypischen Varianz geringer. Vor allem für die Ganzpflanzenqualität war die Fehlervarianz sehr bedeutsam, Genotyp × Ort-Wechselwirkungen spielten eine geringere Rolle. Bei der Mehrzahl der geprüften Qualitätsmerkmale trat keine signifikante Varianz der Linie × Tester-Wechselwirkung auf. Es wurden somit Ergebnisse aus der Literatur bestätigt, wonach vor allem die Allgemeine Kombinationsfähigkeit für Qualitätsmerkmale von Silomais relevant ist. Für nahezu alle Qualitätsmerkmale der Restpflanze wurden hoch signifikante genotypische Korrelationen zwischen Linieneigen- und Testkreuzungsleistung ermittelt. Die Korrelationskoeffizienten waren jedoch häufig nur moderat. Innerhalb der ausgewerteten Datensätze war nur für das Merkmal Zellwandverdaulichkeit der Restpflanze der erwartete Erfolg der indirekten Selektion an den Linien größer als der der direkten Selektion an den Testkreuzungen. Es sollte jedoch auch für die Restpflanzenverdaulichkeit eine effektive Vorselektion anhand der Linien möglich sein, das Verhältnis lag nahe eins. Zwischen der Rest- und Ganzpflanze wurde zumeist nur eine geringe Übereinstimmung in den sich entsprechenden Qualitätsmerkmalen ermittelt. Es ist daher zur Bewertung fast aller Qualitätseigenschaften der Restpflanze eine getrennte Ernte erforderlich. Die Zellwandverdaulichkeit war das einzige Merkmal, das unabhängig vom genetischen Material wenig von der Abreife beeinflusst war. Die Bestimmung der übrigen futterwertrelevanten Parameter muss unter Berücksichtigung des TS-Gehaltes erfolgen, um Fehler in der Bewertung aufgrund von Reifeeffekten auszuschließen. Bei einem höheren Ganzpflanzenertrag bzw. einem geringeren Trockenkolbenanteil stieg in allen Datensätzen die Restpflanzenverdaulichkeit tendenziell an und die Ganzpflanzenverdaulichkeit nahm ab. Allerdings waren die genotypischen Korrelationen zwischen Restpflanzenverdaulichkeit und Kolbenanteil bzw. Ganzpflanzenverdaulichkeit und -ertrag nicht so eng, dass sie eine gleichzeitige Verbesserung von Qualität und Ertrag wesentlich erschweren würde.

In central Europe silage maize (Zea mays L.) is a major source of cattle feed. The quality or the feeding value of a silage maize variety mainly depends on its digestibility and energy content. The establishing of the near-infrared-reflectance-spectroscopy- (NIRS) technique allows the analysis of more than one quality determining trait simultaneously in an easy and short way. In this study one objective was the influence of stover quality on whole plant quality. In hybrid breeding indirect selection on the basis of inbred line performance has a great advantage because the number of testcrosses can be reduced. Therefore it was tested, if the stover quality of the testcrosses could be predicted on the line per se value. Besides the correlation between agronomic and quality traits was analysed. In the years 1999 and 2000 the evaluation of the stover of the lines and testcrosses and the whole plant of the testcrosses was conducted at four climatically diverse sites in Germany. Three data sets with flint-lines and dent-lines, each proved with one tester-line, were evaluated for the correlation between inbred line and testcross performance. The test for combining ability was performed with three smaller data sets also consisting of flint-lines and dent-lines with two tester-lines per data set. The coefficients of heritability were high for the agronomic and quality traits in the data sets of the inbred lines. In the data sets of the testcrosses the variation attributed to the genotypic variance was smaller, genotype × location-interactions were of lower importance. In the data sets, each with two tester-lines it was obvious that for quality traits of stover and whole plant the interaction between line and tester was mostly not significant. The genotypic correlation between inbred line and testcross performance was highly significant for almost all quality traits of the stover, but the correlation coefficients were mostly only moderate. Only the expected success of an indirect selection on line per se- value for cell-wall digestibility of the stover exceeded that of the direct selection on testcross performance in all data sets. However, a selection of extremes on line per se value should be possible for stover digestibility. The genotypic correlations between comparable traits in stover and whole plant were mainly low. The cell-wall digestibility was the only trait which was independent of dry matter content. For evaluation of the further quality traits attention has to be paid to the maturity stage, to prevent a maturity-based bias of the results. In the testcrosses stover digestibility increased and whole plant digestibility was reduced with an increase in whole plant dry matter yield. But the genotypic correlations were only moderate and a simultaneous selection to improve quality and yield seems to be possible.