Kandidatgener kopplade till höjd och härdighet kan hjälpa till att göra tidiga urval vid tallförädling

Det här är en sammanfattning av en vetenskaplig artikel publicerad i Journal of Theoretical Biology.

Trädets egenskaper som vi ser i naturen, som till exempel höjd, diameter och grenvinklar, kallas för fenotyper. Hur dessa egenskaper utvecklas beror delvis på miljön men även trädets genetiska förutsättningar. Alla dessa egenskaper är kvantitativa vilket innebär att de kontrolleras av många gener som var för sig bara bestämmer en liten del av variationen. I vissa fall kan det finnas en eller några gener som har en relativt stor påverkan på fenotypen och då kan det vara möjligt att identifiera dessa gener, så kallade kandidatgener. När dessa identifieras kan de användas inom förädlingen i ett tidigt urval.

Studier som gjorts för att identifiera kandidatgener har i de flesta fall använt sig av mätningar gjorda på helsyskonfamiljer från en generation. Detta gör det svårt att separera genetiska och miljömässiga faktorer.

I denna studie använde vi ett alternativt försöksupplägg där egenskaperna mättes i en helsyskonfamilj av tall men även hos avkommorna. Dessutom växte träden i tre olika fältförsök med olika miljöförhållanden. Med hjälp av avkommorna beräknades varje förälders genetiska värde (avelsvärde) på individnivå. Dessa relaterades sedan till de faktiska generna i helsyskonfamiljen och på så sätt kunde vi identifiera ett antal gener som potentiellt påverkar egenskaperna.

Resultat

De gener som identifierades med hjälp av avelsvärden visade en större effekt än de som identifierades med hjälp av fenotyper. Även flera gener med små effekter identifierades. Två gener kunde vi koppla till variation i höjd och härdighet och effekten var konsekvent för alla trädåldrar (mättidpunkter) vilket indikerar att dessa kandidatgener kan användas i tidiga urval.

Däremot hittade vi ett flertal samband mellan egenskaper och olika gener som inte observerades i alla fältförsök, det vill säga att effekterna skiljde sig mellan olika miljöer. Detta kan bero på stora skillnader mellan miljöerna (till exempel klimat och jordmån) som gör att gener uttrycks olika, ett så kallat miljö-genetiskt samspel.

En gen var associerad med både blomproduktion och härdighet medan en annan associerades med härdighet och kottproduktion. Våra resultat visar alltså på situationer där enskilda gener påverkar ett flertal egenskaper samtidigt (pleiotropi).

Slutsats

Att använda sig av avelsvärden baserade på avkommor i fältförsök verkar vara ett mer exakt sätt att hitta kandidatgener på, än att använda sig av enbart föräldrarnas fenotyper. I denna studie identifierades ett flertal gener som är stabila över alla trädåldrar. Dessa gener är således mycket goda kandidater att användas för att genomföra tidiga urval inom trädförädlingen.