Förädling och genbevarande två sidor av samma mynt

Transkript

1 Förädling och genbevarande två sidor av samma mynt Bengt Andersson Gull Nordgen Temadag 9 oktober, Stockholm

2 Upplägg Lite statistik Förädlingsprogrammen Genetiska vinster Genetisk variation och genbevarande - en del siffror Kanske en liknelse

3 Plantproduktion i Sverige Milj seedlings Total Spruce Pine Other conifers Broad-leaved

4 Andel förädlade plantor 100 Proportion from seed orchards, % Scots pine Norway spruce

5 Skogsträdsförädling i Sverige Skogforsk ansvarar för de operativa förädlingsprogrammen Intressenterna (markägare, ) ansvarar för fröplantager Skogforsk och universitet (SLU, ) utför förädlingsforskning

6 Skogsträdsförädling Har pågått några årtionden, fåtal generationer Ung i jfr med förädling av grödor och husdjur Genbevarande ofta en parallell till förädlingen inte integrerat

7 Förädlingsstrategi Breddgrad (fotoperiod ) Förädlingspopulationer för - ökad värdeproduktion - möta klimatförändring - bevara genetisk diversitet Multiple Population Breeding Strategy Temperaturklimat (veg. periodens längd, dagar)

8 Förädlingsmål Tidsfördröjning => generella, långsiktiga mål Anpassning Produktion Stam- och vedkvalitet Plasticitet/Robusthet - stabilitet över miljögradienter

9 Förädlingscykeln Genetisk variation!

10 Fälttestning Population a Population b Population c Gemensam analys: Bättre avelsvärden - Test av robusthet - Information också från otestade lokaler 56

11 Beräknad genetisk vinst från fröplantager Genetisk vinst (%) i arealproduktion Dagens Nya 1,5 gen. Nästa gen. Upp till 5 12 % högre överlevnad (tall i norr) Bättre stam- och kvistvalitet Högre sjukdomsresistens

12 Långsiktiga förädlingsprogram Gran Tall Björk Contorta Mindre aktiviteter för andra arter t.ex. lärk, h-asp, ek, ask, bok, fågelbär, sitkagran, Douglasgran

13 Varför genbevarande? Genetisk variation behövs för förädling/förändring av egenskaper ökat värde, överlevnad och reproduktion i ändrat klimat Viktigt för riskhantering Tillräcklig diversitet för fortsatt evolution om kommersiellt skogsbruk upphör

14 Hur kan genetisk variation kontrolleras i förädlingspopulationer? Storleken på f-populationen,(antalet individer) Lågt släktskap för att minimera inavel

15 Genetisk variation för anpassning Kvantitativa egenskaper med kontinuerlig variation Styrs av många gener (spridda över kromosomerna) Varje gen har liten, och additiv, påverkan Olika gener kan ha samma effekt (jfr. synonymer) Genvarianter med mkt låga, eller höga, frekvenser bidrar marginellt till additiv varians

16 Genetisk variation 1 0,8 Additiv varians 0,6 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Allelfrekvens

17 Sällsynta genvarianter (alleler) Antalet individer i en population för att behålla alla alleler i ett locus med viss sannolikhet (från Gregorius 1980). Frequency of rarest allele Probability of keeping rarest alleles 95 % 99 % 99.9 % 20 % % % % = 99.0 % efter 10 generationer Men vi vet inte säkert hur låg allelfrekvens vi behöver behålla

18 Inavel, släktskap F=1/2Ne Populationsstorlek = 50 Inavel 1% per generation Reducerar additiv varians med 1% per generation

19 Återstående additiv variation Slumpmässig rekrytering vi kan bättre!

20 Variation i en egenskap Frekvens Värde (medel 100 i oförädlad skog)

21 Efter 10 generationer Ne = 50, >95% av variationen kvar Ne = 500, > 99.95% av variationen kvar och Ne totalt = i gran- och tallprogrammen På lång sikt bidrar mutationer till att skapa ny genetisk variation Uthållig selektionsrespons verifierad i teoretiska simuleringar och praktiska selektionsförsök

22 Viktigt tillägg F-strategin är dynamisk Fältförsöken är en viktig informationskälla Träd kan fasas ut och nya träd fasas in baserat på testning i praktiken är därför populationerna större och träden säkrare

23 I sammanfattning Stor genetisk variation i f-populationer är nödvändigt för genetisk förändring Genetiskt bevarande kan integreras med förädling utan att vara spec. krävande F-programmen skapar möjlighet till variabla, välanpassade skogar

24