Teilprojekt Bergahorn

Ziele dieser Studie sind

•    Erstellung einer Gendatenbank zu den bereits in Samenplantagen gesicherten Klonen des Bergahorns.
•    Einholung grundlegender Informationen über die vorhandene Populationsstruktur und genetische Vielfalt.

Vorgangsweise:

Im ersten Schritt wurden die zehn in Österreich bestehenden Samenplantagen, welche sechs Wuchsgebiete abdecken und 520 Klone umfassen, beprobt und mit genetischen Markern (Mikrosatelliten) charakterisiert. Pro Klon wurde die Besammlung von zwei Rameten (Wiederholungen auf der Fläche) angestrebt. Die genetische Analyse der letztlich 972 Proben erfolgte mittels 11 nuklearen Mikrosatelliten sowie einem Chloroplasten-Mikrosatellit. Um eine Vergleichsmöglichkeit mit anderen Studien zu ermöglichen, wurden die selben Marker wie in Neophytou et al. (2019, Forest Ecology and Management 432) verwendet.

Auszug aus dem Nationalen Register der Samenplantagen (Bundesamt für Wald) mit den zehn in Österreich zugelassenen Samenpantagen für Bergahorn, die im Projekt APPLAUS untersucht wurden:

* beim Plantagennamen markieren Bundesplantagen.

Die Ergebnisse wurden in einer Datenbank dauerhaft abgespeichert (genetische Markerdaten, Auswertungen zur genetischen Vielfalt, GIS-Daten). Die Daten wurden genutzt, um die genetische Diversität in der Plantage zu bewerten. Weiters konnten daraus Rückschlüsse auf die genetische Vielfalt der Art in Österreich abgeleitet werden, da durch die Plantagenklone bereits ein großer Teil des natürlichen Verbreitungsgebietes abgedeckt ist. Durch die Studie wurden erstmals Daten generiert, die es erlauben die Populationsstruktur und ein räumliches Muster der genetischen Vielfalt vom Bergahorn in Österreich zu erstellen.

Gleichzeitig bildet die so erstellte Gendatenbank eine wichtige Grundlage um künftig die Vorschriften des Forstlichen Vermehrungsgutgesetzes wirkungsvoll kontrollieren zu können. Das bedeutet, dass mit den entwickelten genetischen Methoden die Identität und damit die korrekte Bezeichnung der Herkunft aus den österreichischen Samenplantagen laufend überprüft werden kann. Weitere Informationen dazu finden sich auf www.herkunftssicher.at. 

Die Graphiken zeigen links: Die forstlichen Wuchsgebiete für die bereits Samenplantagen der Baumart Bergahorn bestehen  rechts: Das aktuelle Verbreitungsgebiet des Bergahorns in Österreich basierend auf Daten der Österreichischen Waldinventur.

Ergebnisse:

Aus den zehn Bergahornplantagen wurden insgesamt 972 Blattproben gewonnen. Die Probenahme war gleichsam eine Revision der tatsächlichen Anzahl von Klonen in den Plantagen im Vergleich zu den Angaben im Nationalen Register der Forstlichen Samenplantagen. Dabei trat meist eine geringere Anzahl von Klonen durch Ausfall auf, lediglich in einer Plantage waren mehr präsent aufgrund von Nachpflanzungen. Insgesamt wurden 500 Klone anstelle von 520 gezählt. Wie aus der Anzahl der Blattproben ersichtlich, waren auch einige Klone nur noch in einer Wiederholung vertreten, d.h. hier besteht die Gefahr künftig Klone aus den Plantagen zu verlieren. Um dem entgegenzuwirken sollte darauf geachtet werden, ausgefallene Individuen auf den Plantagen nachzubessern.

Die Ergebnisse der Untersuchung der genetischen Vielfalt innerhalb der besammelten Klone zeigen, dass es keine deutliche Populationsstruktur in Österreich gibt. Die verwendeten Analysemethoden belegen, dass die genetische Vielfalt sehr hoch und gleichzeitig auch sehr homogen verteilt ist; dies ist nicht unerwartet, da die Baumart häufig vorkommt und über sehr effektive Verbreitungsmechanismen verfügt, was sowohl die Pollen- als auch die Samenverbreitung betrifft. Die häufige Kultivierung im Forst hat dazu noch beigetragen. Ein ähnliches Ergebnis wurde auch von Neophytou et al. (2019) für Deutschland berichtet, auch dort war ein räumliches Muster der genetischen Vielfalt nur schwach ausgebildet. Im Vergleich zum deutschen Ergebnis ist die Population in Österreich noch einheitlicher, hier muss natürlich auch das relativ begrenzte Gebiet aus dem die Plantagenklone stammen berücksichtigt werden. 

Hinsichtlich der genetischen Vielfalt des Chloroplasten-Genoms wurde in Österreich überhaupt nur eine Variante gefunden, während in der gesamtdeutschen Probe auch nur zwei Varianten vorkommen. Die in Österreich detektierte Variante war auch die in Deutschland am häufigsten Angetroffene.

Die Graphik zeigt die Ergebnisse aus der Mikrosatellitenanalyse von zwei Individuen (oben und unten). Diese lassen sich klar durch die Lage der Peaks (entsprechen Genvarianten, d.h. Allelen) unterscheiden. Dargestellt ist die Gegenüberstellung der Elektropherogramme mit fünf verschiedene Marker (in blau (2x), schwarz, rot und grün). Weil der Bergahorn tetraploid ist, können bis zu vier Varianten (Allele) vorkommen. 

In folgender Abbildung ist das Ergebnis der genetischen Untersuchung der Populationsstruktur des Bergahorns in den zehn heimischen Saatgutplantagen dargestellt. Jede Linie stellt die Zuordnung eines Plantagenbaumes anhand seines genetischen Profils zu einer bestimmten genetischen Gruppe dar. Es ist ersichtlich, dass es keine ausgeprägten Untergruppen innerhalb der österreichischen Plantagenklone gibt. 

Von jedem Plantagenklon sind die Koordinaten der Ursprungsbäume bekannt. Man sieht in der Abbildung, dass der Zentralraum durch die Klonsammlung gut repräsentiert ist. Die weiteren drei bestehenden Plantagen der ÖBF decken ein ähnliches Gebiet ab. Lücken bestehen besonders im Westen, Waldviertel und im Osten Österreichs. 

Ursprüngliche Verbreitung der Klone der sieben Bundesplantagen im österreichischen Bundesgebiet.