Optimering av förädlingsstrategier vid olika effektiv populationsstorlek

Artikeln är en sammanfattning av Arbetsrapport 882-2015. 

Tidigare analyser har visat att nuvarande strategi för svensk tallförädling med urval bakåt baserat på avkommeprövning, ger lägre vinst än urval framåt av enskilda träd i fältförsöken om man mäter vinst per tidsenhet och årlig resurs­insats. Den här rapporten jämför fyra förädlingsstrategier för urval framåt i fältförsök med helsyskonavkommor till de träd som valts och korsats i föräd­lings­populationen:

1) urval framåt av enskilda avkommor/träd

2) urval framåt baserat på klontestning

3) expansion av förädlingspopulationen genom att initialt selektera fler träd per helsyskonfamilj som korsas så att det blir möjligt med urval framåt både mellan och inom familjer

4) expansion i kombination med klontestning. Den icke expanderade förädlingspopulationen bestod av 50 träd som korsades för att ge 50 helsyskonfamiljer. Vid expansion fördubb­lades detta.

Vi skapade scenarier i simuleringsprogrammet POPSIM där det nya selektions­verktyget OPSEL kan optimera urvalet vid en bestämd släktskapsökning i varje cykel. Mycket arbete lades ner på att lära oss, testa och utveckla selektions­verk­tyget, varav en del redovisas i rapportens appendix. För att utvärdera strate­gierna planerade vi att undersöka inflytandet av tre eller fyra nivåer på följande faktorer: heritabilitet, expansion av förädlingspopulationen, resursnivå mätt som antal avkommor i fältförsök, fördelning av kloner och rameter inom resurs­nivån samt effektiv populationsstorlek. Av dessa 576 scenarier genom­fördes 32 med 2 nivåer för varje faktor: Med OPSEL reglerades t.ex. släkt­skaps­ökningen att motsvara populationsstorlekarna Ne_V 100 och 50. Ne_V 100 motsvarar strikt urval inom familj med maximalt bevarad genetisk diversitet (d.v.s. nuvarande förädlingsstrategi) och 50 är den stipulerade lång­siktigt lägsta nivån i det svenska programmet.

Trots att alla scenarier inte är genomförda är resultaten av intresse för föräd­larna och presenteras för att kunna diskuteras och för att vara underlag för eventuellt fortsatta analyser.

Om man jämfört strategierna i termer av genetisk vinst i en fröplantage med reduktion för inavelsdepression till följd av ökat släktskap och med korrektion för att klontestningen förlänger cykeltiden ger alla strategier ungefär samma gene­tiska vinst. Vid balanserat urval (Ne_V =100) ger enkelt urval framåt något lägre vinst men tillåts ett visst familjeurval (Ne_V =50) är enkelt urval framåt ungefär lika bra som strategierna med expansion eller kloning. Den goda effek­ten av enkelt urval framåt förutsätter att det går att framställa riktigt stora av­kommor och tillämpa hög selektionsintensitet. Om dessa storlekar inte kan uppnås är klontestning överlägset. Den större ökningen av förädlingspopula­tionens additiva genetiska nivå till följd av, expansion eller mindre restriktivt urval åtföljdes av minskad additiv varians i förädlingspopulationen. Den minska­­de variansen nästan halverade den ytterligare vinsten av att välja de högst rankade träden till en fröplantage.

Resultaten verifierar att klontestning eller expansion är två sätt att öka urvals­säkerheten som ger ungefär samma förbättring av vinsten. Klontestning ger genomgående något högre vinst men skillnaden är liten om man tar hänsyn till den längre tid kloningen medför. Med tanke på merarbetet är det inte mycket som motiverar att kombinera expansion och kloning. Det var generellt en liten effekt av att öka testresurserna i det undersökta intervallet.

Beroende på hur man värderar effekter av släktskapsökning och tidsskillnader mellan strategier kan man lyfta fram större eller mindre skillnader mellan strate­­­­gierna. Vi har fokuserat på att analysera vinst och släktskap bland de bästa träden i förädlingspopulationen som båda är högre än i populationen som helhet. Vi har visat på möjligheten att reducera släktskapet mellan toppträden genom restriktivt urval till en fröplantage och genom att låta en tänkt frö­plan­tage komma från tre obesläktade populationer samt genom att reducera för inavelsdepression. Med det underlaget är vår preliminära slutsats angående föräd­lingspopulationen att den effektiva populationsstorleken skall ligga när­mare Ne_V 100 än 50. Vi föreslår en fördjupad diskussion om vad som är en lämplig effektiv populationsstorlek. Avslutningsvis föreslår vi även vilka ytter­ligare analyser som skulle behövas samt hur förädlarna skall förhålla sig till de här resultaten.

Läs Arbetsrapporten i sin helhet nedan.