Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Tolerans i korn mot övervattning

Status: Avslutat
Projektnummer: H0936071
Kategori: Research program | Plant breeding
Ansökningsår: 2009
Datum för slutrapport: 15 oktober 2013
Huvudsökande: Nils-Ove Bertholdsson
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: nils-ove.bertholdsson@slu.se
Telefon: 040415452
Beviljade medel: 2 500 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Nederbörden liksom risken för översvämningar kommar att öka i norra hemisfären genom framtida klimatförändringar. Det ställer större krav på grödornas tolerans mot för mycket vatten. Av våra stråsädesgrödor är det korn som är speciellt känslig och det är därför viktigt med en riktad förädling för denna typ av stress. Projektet syfte har därför varit att undersöka om det är möjligt att simulera förhållandena i vattenmättad jord med hydrokulturodling i syrefattig jord. Två möjliga karaktärer har studerats - rottillväxt och klorofyllfluorescens. Bägge påverkas snabbt om odling sker i dåligt dränerad och vattenmättad jord. Resultaten visar att hydrokulturer är möjliga att använda och både rottillväxt och klorofyllfluorescens speglar genotypskillnader i tolerans mot övervattning i jord. Det finns vidare stor genetisk variation och nya sorter har i allmänhet högre tolerans än äldre. Genetiska studier visar på speciellt två regioner på kromosom 3 och 4 som kan kopplas till vattentolerans.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Tolerans i korn mot övervattning

Syfte med studien
Korn är mycket känsligt för odling på vattensjuka jordar, något som kommer att öka med förväntade klimatförändringar. En direkt förädling för egenskapen är därför önskvärd och för det behövs en effektiv selektionsmetod och genetisk variation i förädlingsmaterialet.

Resultat
För att simulera förhållanden i vattenmättad jord kan vattenkulturodling oluftad näringslösning med fördel användas. Lämpliga selektionskriterier är rottillväxt och klorofyllfluorescens. Roten är den som först påverkas i dåligt dränerad jord liksom fotosyntesen och därmed även klorofyllfluorescensen. Bägge kriterierna uppvisade en god korrelation till ett toleransindex beräknar från skotttillväxten med och utan vattenmättnadsstress. Det senare valdes dock eftersom skillnader i fluorescens kan påvisas redan efter några dagar med stress, medan effekten på rottillväxten först efter 14 dagar. Studien visar på en stor genetisk variation bland sorter och aktuellt förädlingsmaterial. Ett intressant resultat är en tydlig trend i ökad tolerans i nya sorter. Anledningen är att högre tolerans även påverkar avkastningen positivt och förädlingen har därmed oavsiktigt anpassat sortmaterialet till ökad nederbörd. Ett annat intressant resultat är att hög fluorescens kan kopplas till vissa regioner på kromosom 3 och 4. Det öppnar möjligheter att använda genetiska markörer i selektionsarbetet, något som är viktigt i den framtida växtförädlingen mot mer stresståliga sorter.

Metod - mycket kort
En allmän ståndpunkt är att nederbörden kommer att öka i och med pågående klimatförändringar. Det och högre vattenstånd i hav, sjöar och vattendrag ökar risken för översvämningar och vattensjuka jordar. Olika grödor är mer eller mindra känsliga om jorden är dåligt dränerad och korn är den gröda som kanske är mest känslig av alla. Det kan man se på våren där kornet ofta är gult i svackor på fältet. Att förädla för ökad tolerans mot vattenstress och annan stress är svårt eftersom olika partier på fältet ofta är utsatta för olika grad av stress. Först efter provning under flera år och på olika lokaler är det möjligt att avgöra en sorts stresstolerans. För att tidigt i förädlingsgången välja för vattentolerans behövs därför en specifik selektionsmetod som är oberoende av yttre faktorer. I projektet har möjligheten att använda effekten på rottillväxt och fotosyntes hos vattenkulturodlade småplantor under syrebrist undersöks som selektionskriterie. Syrebrist är det som först uppträder i dåligt dränerad jord. I en serie studier har både själva odlingen och fotosyntesstudierna varierats tills den uppmätta rottillväxten och fluorescensen från bladen väl speglar skillnaderna i vattentolerans hos ett referensmaterial. Referensmaterialets tolerans bestämdes i tillväxt studier med och utan övervattnad jord. För fluorescensmätningarna användes ett instrument (Mini-PAM) som förstärker upp den fluorescens som normal avges från bladen och är ett mått på effektiviteten i klorofyllet. En hög flourescens betyder att många elektroner som skulle används i fotosyntesen istället går till spillo som fluorescens. Mätningarna tar bara någon sekund att göra. Det är dock vikigt att allt görs på ett noga definierat sätt. Efter avslutad metodutveckling användes metoden för studier av gamla och nya sorter och förädlingsmaterial. En markörpopulation med 130 fördubblade haploider från en korsning mellan en tolerant och känslig kornsort karakteriserades även avseende fluorescens och med hjälp av 384 DNA markörer studerades vilka regioner på kromosomerna som är inblandade vid tolerans för vattenstress.

Slutsatser med nytta för och råd till näringen
Den utvecklade metoden att använda hydrokulturer och klorofyllfluorescens för selektion av tolerans för vattenstress är unik och kan användas av näringen för urval av föräldrar, linjer och enskilda plantor. Resultaten från undersökningen visar att det är mycket viktigt att allt standardiseras innan och under mätningen. Om detta görs kan god repeterbarhet uppnås. Undersökningen visar på stor variation både i befintligt sortmaterial och i förädlingsmaterial. Resultaten visar att det är bland nya sorter och linjer som den högsta toleransen finns att söka. Det är därmed ingen anledning att leta bland äldre sorter och genbanksmaterial. Preliminära undersökningar visar att sorter som är toleranta för vattenstress även är torktoleranta, med andra ord, en selektion för vattentolerans kan även resultera i mer torktoleranta sorter. Både vattentolerans och torktolerans bidrar till ökad odlingssäkerhet och där med högre avkastning. Det faktum att förädlingen idag på främst högre avkastning även innebär en ökad stresstolerans, förringar inte betydelsen av specifika medoder för selektion för stresstolerans. Det finns idag en uppenbar risk att intressanta genotyper kastas bort i tidigare generationen. En bra selektionsmetod skulle fånga upp även dessa och på så sätt öka effektiviteten inte bara för stresstolerans utan även avkastning.
I undersökningen har flera intressanta regioner på kromosom 3 och 4, s.k. QTL hittas, som kan kopplas till vattenstress. Med hjälp av genetiska markörer kan dessa QTL användas direkt för selektion i tidiga generationen. Den genetiska kartläggningen av markörpopopulationen kan även få stor betydelse för nya metoder under utveckling för selektion av specifika genotyper.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

Läs mer

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer

Strategier för välmående kor i lönsamma företag
Helena Hansson

Projektnummer: O-18-21-152 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Mjölk

This project aims at investigating the relationship between animal health and fertility, productivity in terms of milk yield and the economic outcome of dairy farms, and to investigate the conditions under which farms can succeed in combining profitability with high animal health standards.
There …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Carl Brunius

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev