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: 1676

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

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer

Förbättrad arbetsmiljö inom hästnäringen genom nya metoder och verktyg
Cecilia Lindahl, RISE Research Institutes of Sweden

Projektnummer: H-17-47-281 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Although the equine sector in Sweden has gone through an expansion the last decades, the working methods have not changed. Working conditions must be improved to enable the horse industry to offer safe, sustainable and attractive jobs. The aim is to develop methods and tools for work environment …

Läs mer

Bakbenshälta hos häst - varför är den så svår att se och hur kan vi bli bättre?
Elin Hernlund, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: H-17-47-304 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Correct assessment of hind limb lameness is a challenge, also for most experienced vets. This causes incorrect diagnoses and faulty treatment interventions which lead to unnecessary suffering for the horses and an unnecessary financial burden for owners and insurance companies. The aim of this …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev