Kan vi ivareta genetisk variasjon samtidig som gevinsten øker

Transkript

1 Kan vi ivareta genetisk variasjon samtidig som gevinsten øker Jørn Henrik Sønstebø, Mari Mette Tollefsrud, Arne Steffenrem, Øyvind M. Edvardsen, Ragnar Johnskås, Anne E. Nilsen, Tor Myking, Yousry El Kassaby

2 Bakgrunn Undersøke genetisk variasjon i frøplantasjer hos gran Har frøproduksjonen noe å si for genetisk variasjon Påvirker fremmedpollinering genetisk variasjon i frøplantasjer Hvordan er genetisk variasjon i frøplantasjene sammenlignet med bestandsfrø og naturlige populasjoner Hvordan påvirker strukturen av foredlingspopulasjonen og frøplantasjene i fremtiden den genetiske variasjonen

3 Number of seed lots Frøproduksjon Antall frøpartier samlet i ulike år som et mål på frøproduksjon Eastern Norway_low Eastern_Norway_high Mid_Norway

4 Genetisk gevinst (%) Fremmedpollinering påvirker genetisk gevinst og genetisk diversitet 25,0 20,0 15,0 Estimert foredlingsgevinst, Svenneby III Gevinst ved 70 % fremmedpollinering Gevinst ved 10 % fremmedpollinering 10,0 5,0 0, Antall kloner i utvalget, de beste selekteres først 4

5 Genetisk variasjon i frøplantasjer sammenlignet med bestandsfrø og naturlig skog DNA er isolert fra frø og planter Frøene har i stor grad blitt plukket klonvis Ti genetiske markører brukt til å undersøke diversiteten. Hver av markørene kan ha flere genvarianter (alleler)

6 Vi har studert to ulike frøplantasjer Frøplantasje med testede kloner Lavt antall kloner (25) Sannsynligvis lav fremmedpollinering Kaupanger frostherdig (FH) Kilen Middels høyt klonantall (60) Sannsynligvis høy fremmedpollinering

7 Effektiv populasjonsstørrelse i ulike frøparti Lav populasjonsstørrelse fører til tap av genetisk variasjon Effektiv populasjonsstørrelse er et mål på hvor mye genetisk variasjon som blir videreført til neste generasjon. Den effektive populasjonsstørrelsen er ofte lavere enn den totale populasjonsstørrelsen siden de ulike foreldrene får ulikt antall avkom. Frøparti Frøproduksjon Effektiv populasjonsstørrelse Kilen 2006 Høy % Kilen 2011 Lav % Kaupanger FH 2008 Høy % Kaupanger FH 2011 Lav % Fremmedpollinering

8 Genetisk diversitet i frøplantasjer sammenlignet med bestandsfrø Genetisk variasjon i frøplantasjene sammenlignet med variasjonen i bestandsfrø og naturlige populasjoner Frø fra disse populasjonene ble plantet og genetisk diversitet undersøkt

9 Genetisk diversitet i frøplantasjer sammenlignet med bestandsfrø Antall genvarianter Kaupanger viser en liten tap av genetisk variasjon i frøplantasjene Det samme tapet vises ikke i Kilen Hvis man planter frøpartier fra ulike år vil dette tapet bli mindre

10 Sammenligning genetisk struktur Kaupanger Liten genetisk forskjell mellom frøplantasjer og bestandsfrø/naturlige populasjoner Kilen Faktisk er det sånn at nesten all genetisk variasjon som finnes i gran i Sør-Norge finnes i hver enkel populasjon

11 Simulere langsiktig foredling Tre ulike varianter av foredlingspopulasjonen 10 populasjoner med 20 trær 4 populasjoner med 50 trær 1 populasjon med 200 trær Frøplantasjer Fra hver foredlingpopulasjon ble et tilfeldig utvalg gjort til frøplantasjer med ulik størrelse og frøpartier ble simulert.

12 Genetisk variasjon Genetisk diversitet i foredlingspopulasjoner N=200 N=50 N=20

13 Genetisk variasjon Tapet av genetisk diversitet vil være like stort uavhengig av hvordan man strukturerer foredlingspopulasjonen N=20 N=50 Generasjoner Generasjoner N=200 Generasjoner Når man slår sammen ulike subpopulasjoner (N=20 og N=50) har struktureringen av foredlingspopulasjonen lite å si. Det er viktig at man bruker materiale fra flere subpopulasjoner når man skal lage en frøplantasje hvis man ønsker å beholde genetisk variasjon

14 Genetisk variasjon Genetisk diversitet i frøpartier avhenger stort sett av størrelsen på frøplantasjene 8 kloner 15 kloner 30 kloner 75 kloner

15 Konklusjoner fra Sustbreed Den genetiske variasjonen påvirkes av antallet kloner i frøplantasjene Dette tapet reduseres når ulike frøpartier fra samme frøplantasje brukes i samme område Strukturering av foredlingspopulasjonen har lite å si for den genetiske variasjonen Foreløpig gir foredling av gran liten endring i genetisk variasjon

16 Tanker om fremtiden Det er viktig å ha en god strategi om hvordan man bevarer genetisk variasjon i foredlingspopulasjonen Samtidig må variasjonen også bevares i genressursreservater Kan brukes til å tilføre variasjon inn i foredlingspopulasjonen i senere generasjoner Viktig for bevaring av naturlig genetisk variasjon

17 GenTree EU prosjekt om lokal tilpasning i skogtrær og genetisk variasjon i genressursreservater Undersøker hvor mye lokal tilpasning det er i viktige arter som gran, furu, bjørk, bøk og eik Dette vil bli brukt til å vurdere nye genressursreservater Det vil også gi videre kunnskaper om hvilken effekt planting av foredlet materiale har på lokal tilpasning Et viktig mål er å utvikle metoder som kan brukes til å overføre genetisk materiale fra genressursreservater til foredlingsprogrammer. Dette er viktig for å kunne øke den genetiske variasjonen i foredlingsprogrammer og gi et lokalt tilpasset materiale

18 Takk for meg Finansiering: NFR Skogfrøverket Norsk genressurssenter Landbruksdirektoratet NIBIO