Breeding Norway spruce for beneficial wood properties and resistance against root rot and bark beetle associated blue-stain fungi attacks, P

Vi har målt densitet, fiberhelling og lesjonslengde etter inokulering med blåvedsopp (Ceratosystis polonica) og rotråte Heterobasidion parviporum) i både foreldre og avkom innen en foredlingspopulasjon for å kartlegge mulighetene for foredling for disse e genskapene. Arvbarheten for densitet og fiberhelling var relativt høy, ca. 30-40 %, mens den for høyde og diameter er på 10-13 %. Fiberhelling er ikke genetisk korrelert med andre egenskaper, mens densitet er negativt korrelert med vekst, sterkest med diameter, svakere med høydevekst. Ensidig foredling for vekst vil derfor medføre en reduksjon i densitet. Vi har funnet en sterk sammenheng mellom foreldreklonenes densitet og fiberhelling målt i frøplantasje, og deres avkom i avkomforsøk. I tillegg har vi etablert en svært effektiv metodikk for nøyaktige målinger av densitet i borrprøver basert på bruk av konvensjonell data tomografi (CT-skanner). Dette vil gjøre det mulig å gjøre utvalg for kvalitetsegenskaper i foredlingen i større grad enn tidligere og dermed håndtere den negative korrelasjonen med densitet. Vi fant høy genetisk variasjon i resistens, basert på målinger av lesjonslengde, når vi målte dette på kloner (podninger i frøplantasje), men lavere additive genetiske variasjon observert på a vkom, og i regresjonen mellom foreldre og avkom. Den additive delen av den genetiske variasjonen for lesjonslengde, 10 - 18 % av total variasjon, er på nivå med den for høyde- og diametervekst. Det var ingen genetiske korrelasjoner mellom lesjonslengder o g vekst eller virkesegenskaper. Utvalg for økt resistens kan derfor gjøres uten at det vil påvirke andre egenskaper i negativ eller positiv retning. Den nye Ion Torrent sekvenseringsmaskinen er blitt benyttet til genetisk karakterisering av en krysnin gsfamilie som på to lokaliteter har vist klar respons etter inokulering med rotkjukesoppen, noe som antyder at spesifikke genloci som koder for mottakelighet, spalter i familien. Muligheten for at mottakelighet eller resistens mot denne soppen kartlegges på et genkart basert på markører utviklet ved bruk av Ion Torrent sekvenseringsmaskin. Dette gjøres ved å utvikle ddRAD tags markører basert på DNA fra haploide megagametofytter fra frø fra foreldretrærne og fra avkom i krysningsfamilien. Ved å kombinere våre resultater med de fra de nylig publiserte genomsekvensene for gran, har vi funnet SNP markører på gjennomsnittlig hver 105,3 kilobase (kb) av genomet. Dette skulle gi gode muligheter til å kartlegge resistens og mottakelighet siden granas genom i gj ennomsnitt har ett gen for hver 691 kb.

In trees, the carbon dioxide is sequestered predominantly in the form of lignin, cellulose and other polymeric sugars in the cell wall forming wood. Wood is a very durable natural product, but in Norway and other European countries, pathogenic fungi and f ungi with abilities to break down wood, cause severe losses. Thus, factors that negatively impacts the production of new wood in trees or degrades already formed wood, such a pathogenic or wood degrading fungi as well as positive factors such as tree resi stance and durability of wood produced, needs to be taken into account in a breeding programme. This proposal is the first Norwegian attempt to realize genetic gains in resistance to the pathogenic fungi white root rot (Heterobasidion parviporum) and ba rk-beetle-vectored blue-stain fungi (Ceratosystis polonica) in Norway spruce. By doing research on grafted genotypes and their progenies, which are likely candidates to be used in breeding and seed orchards, we hereby propose to build up knowledge of the relationship between resistance and wood quality traits, and how to use this information in practical breeding. In seven described work packages (attached) we will assess wood quality and resistance traits in clones propagated as grafts in clonal archives , in rooted cuttings in our experimental farm, as well as in their progenies. We will estimate genetic parameters, and discard poor parental clones from future breeding populations. Parental clones combining proper wood density and resistance will be memb ers among parents in the seed orchards. A post doc will be associated to the project, with the aim to increase the number of persons who have the competence to do breeding research and practical breeding in the future.