Foredlingsmetoden fra plusstreutvalg og avkomtesting til molekylær genetikk! Øystein Johnsen, Skog og landskap

Transkript

1 Foredlingsmetoden fra plusstreutvalg og avkomtesting til molekylær genetikk! Øystein Johnsen, Skog og landskap

2

3 St.meld. nr. 39; Klimautfordringene Regjeringen mener økt innsats i skogplanteforedlingen er en investering for framtiden og vil forsterke innsatsen på dette feltet

4 Utvalg i bestand Plusstrær: Høye Rette stammer Fin kvistsetting Feilfrie Ideell stammeform Frøplantasjer/arkiver Opphever innavl Ettereffekter av plantasjemiljøet Effekt av fenotypisk utvalg Blomstring og frøproduksjon % Planting Skog

5 Gevinst % Genetisk tynning Frøplantasjer/arkiver Kryssinger Åpen pollinering Evaluering Avkomforsøk Avkomforsøk Klimatilpasning Vekst Kvalitet Mange familier Ett tre/familie/gjentak Blomstring og frøproduksjon % Planting Skog

6 Gevinst av utvalg blant foreldrene i plantasjen basert på avkomtester Genetisk gevinst middeløgde % 30% 10% Svenneby Sanderud Opphever innavl Plusstreutvalg Plantasjeklima Seleksjon etter test % i forhold til bruk av bestandsfrø Frøplantasje

7 Foredlingssoner og populasjoner Soner Region Høydelag G 1 Sørland, Oslofjord og Indre Østland 1-3 G 2 Indre Østland 4-6 G 3 Indre Østland 7-9 G 4 Vestlandet 1-3 G 5 Trøndelag-Helgeland 1-2 G 6 Trøndelag-Helgeland 3-5 G 7 Nordre-Nordland og Troms 1-2

8 Soner Utgangsmateriale G1 Kloner Familier Sum Antall utvalgte trær I test Nordisk samarbeid? Mål testede trær 300 G2 Kloner G3 Kloner G4 Kloner G5 Kloner / familier G6 Kloner / familier G7 Kloner / familier SUM kloner / familier

9 Parkrysninger Fam1 Fam2 Familieforsøk; utvalg fremover Fam3 Fam4 Podning/stikling Andre generasjons foredlingspopulasjon Andre generasjons frøplantasje Vi må/bør/kan klone hvert familiemedlem!

10 Gevinst FP FP FP FP FP FP P_G_3 FP FP FP P_G_2 P_G_1 Utgangspop. Arkiver Generasjoner

11 Utvalg Genetisk tynning Frøplantasjer/arkiver Evaluering Avkomforsøk Kan vi gjøre en enklere foredling for noen av sonene? Kryssinger Åpen pollinering Blomstring og frøproduksjon Planting Skog

12 Slektstavler Kobling mellom generasjoner Frøplantasjer/arkiver Første generasjon DNA-fingeravtrykk Blomstring og frøproduksjon Andre generasjon Utvalg Moderne statistiske metoder Planting Skog

13 Lage stamtavler basert på DNA > Avkomforsøk for framoverrettet utvalg; kostbart!! > La naturen gjøre krysningene for oss > Bruk planta skog fra frøplantasjene/arkivene som supplement eller erstatning for avkomforsøk i de minst produktive sonene! > Lag stamtavler slik at vi kan avdekke hvilke foreldre i frøplantasjer/arkiver som gir spesielt gode avkom > Unngår innavl i neste generasjons foredlingspopulasjoner > Oppdage og rette opp feilmerking i foredlingspopulasjoner > Bruke gamle proveniensforsøk som utgangspunkt i sone G8

14 Stange frøplantasje Stange Podet opp sammen med utvalgte norske avlstrær fra lavlandet Umeå Utvalg i det internasjonale IUFRO forsøket med europeiske provenienser Utvalgskriterier: Feilfrie trær med god vekst i de beste proveniensene

15 Stange Østeuropeisk er stabil 10 år I felt Ølve Skiptvet Umeå Janakala Imatra Avgang: % Stange, N Stange, ØE Harz Høyde: cm Stange, N Stange, ØE Harz Skader: % Stange, N Stange, ØE Harz

16 Finner viktige gener Ulike fenotyper Isolere RNA Lage DNA Finne gener som uttrykkes forskjellig Funksjon Uttrykk Variasjon Karakterisere genene > Vekststart > Vekstavslutning > Resistens mot råte > Mot blåvedsopp > Virkesegenskaper > Ettereffekter Langsiktig!

17 Finne variasjon i de viktige genene > Langsiktig mål: > Bruke DNA-variasjonen som grunnlag for utvalg > Gjøre utvalget av de beste genotypene sikrere > Dermed redusere behovet for testingsarealer > Gjøre foredlingen billigere, mer effektiv, mer presis og ikke minst; med større forståelse > Kortsiktig mål: > Øke forståelsen og teste om våre klassiske modeller for genetikk virkelig stemmer > Tilfredsstille vårt behov for å forstå komplisert biologi

18 Fenotypen; et resultat av flere faktorer! > Mer enn summen av genotypen og miljøet > Grana har en langtidshukommelse fra tidsrommet da embryoet utviklet seg og modnet i frøet > Klimaet der frøplantasjen ligger får stor betydning for granas klimatilpasning > Dette fenomenet kan ikke forklares med klassisk genetisk teori > Vi har begynt å nøste opp i de molekylære faktorene som regulerer dette fenomenet

19 Somatisk embryogenese Anvender forskjellige temperaturer under dannelse og modning av embryoene

20 Variasjon i en fullsøskenfamilie! Dager til knopp fra 1. juli 60 A 23 C SE B 28 C SE SE temperatur ( C) 647 dd 1341 dd Varmesum ZE > Hukommelsen uttrykkes to år etter behandlingen > Forskjellene i knoppsetting tilsvarer seks breddegrader (58-64 N) i proveniensforskjeller!!!