Hvordan bevarer vi den genetiske variasjonen i foredlingen samtidig som vi henter ut størst mulig gevinst?

Transkript

1 Hvordan bevarer vi den genetiske variasjonen i foredlingen samtidig som vi henter ut størst mulig gevinst?

2 Hva er genetisk variasjon? Man kan se på genetisk variasjon på mange nivå Variasjon i egenskaper som er genetisk styrt Heterozygositet Antallet genvarianter Felles er at det er varisjon som nedarves

3 Hva påvirker den genetiske variasjonen? Genetisk drift Genetisk drift er den viktigste grunnen til at genvarianter går tapt Genetisk drift har mye sterkere påvirkning når populasjonen er liten

4 Hva påvirker den genetiske variasjonen? Innavl Innavl skjer når beslektede individer krysses. Innavl gir ingen endringer i allelerikhet, men fører til mindre heterozygositet Innavl kan brukes til å fjerne negative genvarianter

5 Foredling av gran

6 Genetisk variasjon i foredlingspopulasjonen Gevinsten som kan hentes ut er avhengig av den genetiske variasjonen Seleksjonen er mindre effektiv og mer tilfeldig i små populasjoner Det er derfor viktig å opprettholde genetisk variasjon i foredlingspopulasjonen

7 Genetisk variasjon i frøplantasjene 1. gen frøplantasjer plusstre utvalg Mange kloner - lite tap av genetisk variasjon 2. gen frøplantasjer - frøplantasjer med testa kloner Stor genetisk gevinst i å gå ned på antallet kloner

8 Genetisk variasjon i frøplantasjene Redusert antall kloner kan gi lavere genetisk diversitet Viktig avveiing hvor mange kloner man har i frøplantasjene Reduksjon i genetisk variasjon bestemmes av den effektive populasjonsstørrelsen

9 Effektiv populasjonsstørrelse N e i frøplantasjer Den ideelle populasjonsstørrelsen som gir den observerte genetiske driften I frøplantasjene vil den effektive populasjonsstørrelsen være avhengig av variasjonen i antallet avkom de ulike klonene har

10 SUSTBREED Approaching advanced-generation breeding in Norway spruce: balancing genetic gain and genetic diversity Finansiert av Skogfrøverket, Norges Forskningsråd og Skog og landskap Hovedmålsetningen er å utvikle en langsiktig strategi som gir størst mulig genetisk gevinst, men som samtidig ikke går på bekostning av genetisk diversitet. Mange nye frøplantasjer med testa kloner hvor mange kloner skal vi ha i frøplantasjen. Hvordan skal foredlingspopulasjonen struktureres for å sikre størst mulig gevinst og samtidig

11 Genetisk variasjon i norske frøplantasjer Vi har studert den genetiske variasjonen i to norske frøplantasjer For å også se om frøproduksjonen påvirker denne variasjonen har vi data fra år med god og dårlig frøproduksjon Vi har estimert genetisk variasjon direkte ved å studere DNA varianter og sammenlignet dette med andre bestand Vi har også studert variasjonen indirekte gjennom å identifisere hvor mye de ulike klonene bidrar i hvert frøparti

12 Genetisk diversitet i to forskjellige frøplantasjer Kaupanger Kilen

13 Genetisk diversitet i to forskjellige frøplantasjer Moderne frøplantasje Kaupanger Lavt antall kloner (25) Sannsynligvis lav fremmedpollinering Kilen Tradisjonell frøplantasje Høyt antall kloner Sannsynligvis høy fremmedpollinering

14 Stor variasjon i frøproduksjon Antall frøpartier som er samlet i ulike år Number of seed lots Eastern Norway_low Eastern_Norway_high Mid_Norway

15 Identifisering av foreldrene i frøplantasjen og sammenligning DNA er isolert fra frø og planter Frøene har i stor grad blitt plukket klonvis Ti mikrosatellitter brukt til genotyping Farskapet identifisert med et program som heter CERVUS

16 Provenienser vi har sammenlignet med Bestandsfrø fra provenienser AV 5 AØ 6 BV 1 BV 4 BV 6 BV 8 CV 1 CV 3 CV 5 CV 6 CV 9 CØ 1 E 2 F 1 Kaupanger frøplantasje >450 masl Kilen frøplantasje (0-249 masl)

17 Genetic diversity in seed orchards, seed stands and old growth stands Allelerikhet Heterozygositet

18 Tap av genetisk variasjon Kumulativ pollenbidrag Kilen_2006 Kilen_2011 Kaupanger_2008 Kaupanger_2011 Frøparti Frøproduksjon Ne = 1/Ʃ m 2 i Fremmedpolliner ing Kilen 2006 Høy % Kilen 2011 Lav % Kaupanger 2008 Høy % Kaupanger 2011 Lav %

19 Konklusjon Genetisk diversitet i foredlingspopulasjonen Viktig å opprettholde genetisk variasjon for å ha mulighet til å hente ut mest mulig genetisk gevinst over tid Skal i størst mulig grad gi kloner med høy genetisk gevinst og genetisk diversitet til frøplantasjene. Viktig å unngå å ha beslektede individer i frøplantasjene Genetisk diversitet i frøplantasjene Antallet kloner bestemmer i stor grad både den genetiske gevinsten og genetiske diversiteten Variasjonen i bidraget fra de ulike klonene påvirker den genetiske variasjonen Ved å sanke klonvist kan man kontrollere den genetiske diversiteten og genetiske gevinsten av frøpartiet

20 Acknowledgement Prosjektpartnere Yousry El-Kassaby (UBC, Canada) Bo Karlsson (Skogforsk, Sverige) Ragnar Johnskås (Skogfrøverket) Øyvind M. Edvardsen (Skogfrøverket) Tor Myking Harald Kvaalen Geir Østreng Anne E. Nilsen Økonomisk støtte Skogbrukets utviklingsfond Skogfrøverket Skog og landskap Norges forskningsråd

21 Norwegian Forest and Landscape Institute Thank You!