Norsk planteforedling i et endret klima

Transkript

1 Norsk planteforedling i et endret klima Odd Arne Rognli, Institutt for plantevitenskap, NMBU Kilde: Petter Marum, Graminor Kilde: Petter Marum, Graminor Kilde: Petter Marum, Graminor Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 1

2 Muligheter for økt produksjon Det blir Varmere Lengre vekstsesong Mer CO 2 Potensiale for Økt biomasseproduksjon Utvida dyrkningsområder Nye arter/sorter Men Mer og voldsommere nedbør? Mer sommertørke? Mer skadegjørere? Mangel på tilpassa plantemateriale?? USIKKERHET OG LOKALE VARIASJONER MANGFOLD EN BRA STRATEGI? Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 2

3 PLANTEFOREDLING KREVER Genetisk variasjon Sorter Naturlige populasjoner Ville slektninger Kryssing og seleksjon Sortsutvikling og markedsføring Kilde: Petter Marum, Graminor Kilde: Petter Marum, Graminor Kilde: Petter Marum, Graminor Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 3

4 Utfordringer for planteforedling i nord De fleste av våre nytteplanter er innført til Norge i nyere tid Lite genetisk variasjon? Eks: timotei, engsvingel Ingen steder på kloden med en slik kombinasjon av klimafaktorer hvor det også foregår planteproduksjon En utfordring å finne nye genetiske ressurser, spesielt av flerårige vekster Kan vi kombinere raskt vekst (stor førsteslått) og utvidet veksttid med god overvintringsevne og varighet? Har vi eller kan vi utvikle sorter som gir stabil avling over år i et mer uforutsigbart klima? Ulike utfordringer for ettårige og flerårige vekster Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 4

5 Utfordringer i kornartene Avling Avlingsstabilitet Kvalitet Sykdommer Mykotoksiner Vassmetting Legde Kilde: Morten Lillemo, NMBU Kilde: Morten Lillemo, NMBU Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 5

6 Vestby 8. juni 2013 Utfordringer med mye nedbør Norges miljø og biovitenskapelige universitet Biologisk mangfold for mat og landbruk 6

7 Anlegg for å studere variasjon in toleranse overfor vassmetting på NMBU Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 7

8 Stor variasjon mellom norske sorter av bygg og hvete Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 8

9 Viktige egenskaper ved foredling av engvekster Avling Avlingsstabilitet Klimatilpasning Daglengde Temperatur Overvintringsevne Frost Isdekke Oversvømmelse Overvintringssopper Tørketoleranse Persistens (varighet) Fôrkvalitet Nitrogeneffektivitet Engsvingel Flerårig raigras Angrep av snømugg (Microdochium nivale) Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 9

10 Klimatilpasset plantemateriale Årsrytmen (fenologien) må passe i forhold til sesongene! Plantene må tåle abiotisk og biotisk stress! Plantene må kunne yte til tross for en viss klimatisk variasjon! Plantene må være ellers være egna til jordforholdene, dyrkingssystemet og bruken Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 10

11 Plantenes års-syklus styres av temperatur og daglengde Temperatur og daglengde styrer Spiring Knoppbryting, vekststart om våren Vegetativ vekst, biomasseproduksjon Blomstring, utvikling av frø og frukter Kuldeherding Samspill mellom gener og miljø Den temperatur-bestemte vekstsesongen blir lengre, men daglengden varierer som før Vi trenger genvariant-kombinasjoner som gir en optimal årsrytme under nye forhold Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 11

12 HVORDAN UTNYTTE EN LENGRE VEKSTSESONG? MANIPULERE MED SKYTETID? VOKSE LENGER UTOVER HØSTEN? Avling Skyting Typisk nordlig sort Mye nedbør? Vår Sommer Høst Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 12

13 UTNYTTE TIDLIGERE VÅR - HVA MED Å LAGE SORTER SOM SKYTER TIDLIGERE OG UNNGÅ VÅTE HØSTER? Avling Skyting Mye nedbør? Vår Sommer Høst Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 13

14 Begynnende skyting hos timotei: 0,3 dager tidligere for hvert år siden 1951 i Tromsø Eilertsen og Samuelsen 2003 Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 14

15 Prosjektet VARCLIM klimatilpasning i engvekster Hypotese: Genetisk variasjon i eksisterende foredlingsmaterialer er ikke stor nok til å tilfredsstille framtidige endringer i klima og driftspress Nye sorter må tåle flere høstinger, starte veksten tidligere og ha mer gjenvekst uten redusert overvintringsevne Bedre klimatilpasning Vekstavslutning og herding/avherding/reherding Metodikk: Kryssing og naturlig seleksjon/driftspress basert på feltforsøk ulike steder i Norge + grunnleggende studier Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 15

16 FuRa sørlig Biologisk mangfold for mat og landbruk 6ºC 9/3ºC 12ºC Klimaendring og vinteroverlevelse Høyere temperatur om høsten reduserer frosttoleransen Nordlig sort har bedre frosttoleranse enn sørlig sort Fagerlin - nordlig 6ºC 9/3ºC 12ºC Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 16 Foto: Leidulf Lund

17 Vekstavslutning Vekstavslutning i Norild engsvingel styres av daglengden. Ikke-adapterte populasjoner styres av temperatur Raisvingel FuRs0135, LpxFp Raisvingel FuRs9812, LpxFp Biologisk mangfold for mat og landbruk NORILD Engsvingel Kilde: L. Østrem, A. Larsen

18 FORSØKSSTEDER Kyst og innland sør og nord + Midt-Norge ALTA BODØ TJØTTA KVITHAMAR FURENESET BJØRKE SÆRHEIM Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 18

19 Pre-breeding i VARCLIM prosjektet. Seleksjoner i feltforsøkene av overlevende planter 55 populasjoner SPECIES ID ALTA BODØ KVITH SÆRH BJØRKE TJØTTA FURE Total Possible LUCERNE MML TIMOTHY MTL9701+Grindstad 0 5 TIMOTHY N MTV TIMOTHY S MTF RED CL D Mix red clover D RED CL T Mix red clover T RED CL D N B1D2+D3+VåRk RED CL T N A1TD1+D2+C1T RED CL D S LøRk RED CL T S LøRk0393/ FL T FuRs PRG D N Fagerlin PRG T N Ivar PRG D S FuRa PRG T S Figgjo 0 2 PRG D Mix prg D PRG T Mix prg T

20 Det nordiske Public-Private Partnership (PPP) programmet for pre-breeding i flerårig raigras. Utnytte eksotisk materiale for å skape ny variasjon Oppformering WP2 DK Feltforsøk med sorter WP3 EE, IS, NO, SE, SF 60 plants/acc Fenotyping WP4 DK, NO, SE, SF 400 aksesjoner sådd ved DLF, Denmark Rekombinasjon WP5 DK, NO Feltforsøk med aksesjoner WP7 All countries Genotyping WP6 DK, NO Countries: Denmark (DK) Sweden (SE) Norway (NO) Finland (SF) Iceland (IS) Estonia (EE) Lithuania (LT) Biologisk mangfold for mat og landbruk Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 20

21 Takk for oppmerksomheten! Norges miljø og biovitenskapelige universitet Kilde: Petter Marum, Graminor