Skogsträdsförädling med nya utvecklade metoder möjliggör snabbare anpassning till framtidens klimat

Detta är ett utdrag ur antologin  SKOGENS VÄRDEN – forskares reflektioner utgiven av Mittuniversitetet. Reflektionen är skriven av Mari Suontama, biträdande programchef Förädling och forskare på Skogforsk.

Tillväxt & kvalitet

Förädling för ökad biomassa och snabb tillväxt i skogen spelar en central roll i bekämpning av klimatförändringarna. Skogsträdsförädlingen jobbar proaktivt mot global uppvärmning genom att styra urvalet av testade trädindivider mot mer varierande miljöer. Materialet som ingår i det svenska skogsträdsförädlingsprogrammet är fördelat på ett antal förädlingspopulationer och baseras på materialets ursprung och skogsodlingslokalens lokalklimat. Testning och urval av träd till nästa generation förädlings- och skogsodlingsmaterial sker inom dessa förädlingspopulationer för gran, tall, contortatall och björk. Exempelvis kan man nämna att för de största trädslagen, gran och tall, är antalet förädlingspopulationer 22 resp. 24.

Övergripande förädlingsmål för alla trädslag i förädlingsprogrammet är ökad värdeproduktion, anpassning till klimatförändring och bevarande av genetisk diversitet. Det första övergripande målet kan delas upp i urval för förbättrad höjd- och diametertillväxt samt ett antal mått för bedömning av virkeskvalitet. Arvbarheten för dessa egenskaper är hög, vilket skapar utrymme för stora framtida förädlingsvinster i egenskaper som biomassaproduktion och virkeskvalitet¹.

Resistens

Anpassning till klimatförändring hanteras inte enbart med hjälp av urval i olika miljöer utan baseras även på information om förädlingsmaterialens överlevnadsförmåga och sjukdomsresistens. Inhemska trädslag kan drabbas av ett antal olika sjukdomar, där de två vanligaste och mest allvarliga svampsjukdomarna är törskate på tall och rotröta på gran. Utveckling av metoder för förbättrad resistens mot sjukdomar pågår i flera forskningsprojekt. Vi tittar på vilka genetiska effekter som ligger bakom dessa sjukdomar och hur man på bästa sätt kan välja ut de mest resistenta träden för fortsatt förädling. Resistens mot svampsjukdomar hos skogsträden är ett globalt problem och att effektivisera inmätning av resistens har blivit ett fokusområde i flera förädlingsprogram². Ett sätt att effektivisera arbetet är att genomföra urvalet i standardiserade labbmiljöer, där testplantorna har inokulerats (smittats) med en särskild svamppatogen. Denna testmetod är som regel mer effektiv jämfört med testning i fält eftersom resistensdata från träd i fält ofta är ojämnt och slumpmässigt spridd. När man har informationen om resistensen för varje testträd möjliggör det säkrare urval av de bästa träden för denna egenskap. Det finns flera studier på utländska barrträdslag som har redovisat hög arvbarhet i resistens mot svampsjukdomar, vilket indikerar att det är möjligt att förbättra trädens hälsa genom urval i kontrollerade miljöer².

Genetisk variation

Bevarande av genetisk diversitet spelar en stor roll i förädlingsarbetet³. Om man vid ett urval enbart koncentrerar sig på den genetiska vinsten och bara väljer bland de bästa familjerna eller trädindividerna, kommer den genetiska diversiteten att minska. Det är därför nödvändigt att samtidigt optimera både genetisk vinst och diversitet i urvalsarbetet för att bevara den genetiska variationen som behövs för det vidare förädlingsarbetet. Skogforsks förädlingsprogram använder urvalsverktyget OPSEL (se "Relaterade produker" i högerspalten), vilket automatiskt selekterar de bästa individerna baserat på deras produktionsförmåga samtidigt som en viss nivå av genetisk diversitet säkerställs. OPSEL är utvecklat av Skogforsk och används även av flera utländska förädlingsprogram, till exempel i Frankrike och Finland.

Ny förädlingsmetod snabbar på utvecklingen

Det pågår för närvarande forskning som tittar på möjligheten att utnyttja genetiska markörer som ett sätt att effektivisera arbetet med att förbättra skogsträdens produktions- och anpassningsförmåga i ett föränderligt klimat¹. Metoden kallas genomisk selektion och har som syfte att effektivisera förädlingsarbetet genom att förkorta omloppstiderna i förädlingen och generera noggrannare avelsvärden vid urval av trädindivider. Det har historiskt tagit långt tid att skapa en ny generation inom skogsträdsförädlingen, vilket huvudsakligen kan förklaras av de långa testningsperioderna i fält. Ett fälttest tar som regel 10-15 år medan med genomisk selektion är det möjligt att göra urvalet baserat på DNA-prov på unga plantorna redan i plantskola. Detta kallas urval med hjälp av genomiska markörer och efter detta preliminära urval kan man därefter plantera kopior av dessa träd i fälttester för att följa upp deras prestanda i skogen. Den andra fördelen, utöver snabbare selektion, med genomiskt urval är möjligheten att samla in noggrannare värden på trädens kvalitet baserad på DNA-informationen. Genomisk selektion möjliggör större genetiska vinster och bättre bevarande av genetisk diversitet på skogsträden eftersom urvalet baseras på säkrare information om trädens släktskap mellan varandra. Det finns även en annan faktor vilken förhindrar ett snabbare urval av barrträd och det är sen och ojämn blomning, barrträden börjar blomma sent, vid högre ålder, jämfört med många lövträd (till exempel björk). Sen blomning är därför en ytterligare anledning till att det tar lång tid att få fram ett nytt förbättrat skogsträdsmaterial. Det pågår för närvarande ett forskningsprojekt där man letar efter nya molekylära metoder för att tidigarelägga granblomningen, med målsättningen att implementera dessa metoder i förädlingsprogrammet tillsammans med genomisk selektion.

Slutord

Svensk skogsträdsförädling har traditionellt arbetat proaktivt mot klimatförändringar genom att öka biomassaproduktionen och ta hänsyn till olika miljöförhållanden. Flera aktuella forskningsprojekt är på gång vilka kommer att bidra till att svara på frågan hur man kan påskynda bekämpningen av de negativa effekterna av klimatförändringarna. Pågående projekt inom resistensforskning och genomiskt urval kommer förhoppningsvis att bidra med nya utvecklade metoder som kommer att effektivisera förädlingsarbetet och ge mer klimatanpassade skogar i framtiden.

¹Calleja-Rodriguez A., Chen Z., Suontama M. m.fl. (2021) Genomic Predictions With Nonadditive Effects Improved Estimates of
Additive Effects and Predictions of Total Genetic Values. Pinus sylvestris. Front. Plant Sci. 12:666820.doi: 10.3389/fpls.2021.666820

²Graham, N.J., Suontama, M., Pleasants, T. m.fl. (2018) Assessing the genetic variation of tolerance to red needle cast in a Pinus radiata
breeding population. Tree Genetics & Genomes, 14(55). https://doi.org/10.1007/s11295-018-1266-9

³Bouffier, L., Klápště, J., Suontama, M., m.fl. (2019)Evaluation of forest tree breeding strategies based on partial pedigree
reconstruction through simulations: Pinus pinaster and Eucalyptus nitens as case studies. Canadian Journal of Forest Research, 49(12),
1504-1515, https://doi.org/10.1139/cjfr-2019-0145