IMPROVING SEED YIELD POTENTIAL IN TETRAPLOID RED CLOVER (TRIFOLIUM PRATENSE L.)

Tetraploid rødkløver har samme egenskaper som diploid rødkløver, men den er høyere, har tykkere stengler, større blader, større blomsterhoder og større frø. Som resultat av dette er fôravlingene større sammenlignet med diploid rød kløver. Dessverre gir tetraploid rødkløver betydelig lavere frøavling, noe som byr på utfordringer når frøfirmaene skal produsere frø til sine engfrøblandinger. For at bonden skal fortsette å ha nytte av de gode egenskapene som tetraploid rødkløver har, må frøavlingen forbedres. Vi har studert ulike frøavlingskomponenter som påvirker frøavlspotensialet i tetraploid rødkløver. Målet var å identifisere komponenter som kan benyttes til å øke frøavlingen ved foredling. Tolv norske og svenske sorter/foredlingslinjer ble studert i enkelplanteforsøk og i tett bestand i to påfølgende år. Enkelplanteforsøk ble anlagt på ett sted mens forsøkene i tett bestand ble anlagt på fire steder (to i Norge og to i Sverige). Frøavling per blomsterhode ble identifisert som den frøavlingskomponenten som hadde størst betydning både i enkelplanteforsøk og i tett bestand. I tillegg ble det funnet at tetraploide sorter som var utviklet ved å krysse eksisterende tetraploide planter ga høyere frøavling enn sorter utviklet ved å kromosomfordoble diploider. Et av målene var også å identifisere gener som potensielt påvirker frøavling i tetraploid rødkløver. RNA sekvensering av blomsterknopper fra to planter med relativ høy frøavling og to med relativt lav frøavling hadde som mål å identifisere overuttrykte og underuttrykte transkripter som kunne forklare forskjellene i frøavling mellom disse plantene. Gener relatert til blomster-utvikling, pollen-griffel samspill, fotosyntese og embryo utvikling var forskjellig utrykt i planter med lav og høy frøavling. Et betydelig antall gener relatert til pollinering var overuttrykt i planter med høy frøavling som kan være grunn til dens høy frøavlingsevne. Kandidat gener identifisert i denne studien kan muligens brukes til å utvikle molekylære verktøy for foredling av tetraploid rødkløver med større frøavling.

Red clover (Trifolium pratense) is the most important forage legume in Norway. Tetraploid red clover cultivars are more productive and more winter hardy than diploid cultivars when grown in Norway. However, tetraploid red clover cultivars have considerabl y lower seed yield potential and a higher cost of seed production than diploid cultivars. This has resulted in a sever shortage of seed of these cultivars in the Norwegian market. Thus, the necessity for development of new improved tetraploid red clover c ultivars with enhanced seed yield potential was the business initiative for implementing this doctoral degree project. Although a substantial number of studies have been carried out to investigate the reasons for the reduced seed yield of tetraploid red c lover, still rather limited success has been obtained to improve seed yield potential of tetraploid red clover. Due to the complexity involved in the regulation and enhancing seed setting in tetraploid red clover, we will adopt distinct but related resear ch approaches in this industrial doctoral project. One approach will be to focus on identifying and characterizing different seed yield components, through performing morphological and physiological analyses of factors that are influencing seed setting. C ombined with this approach will be a separate pollination analyses to determine the adequate pollination efficiency. A second approach will be to identify and characterise the anatomical and cytological changes or disturbances which cause low seed set in tetraploid red clover. The third approach will be to develop molecular markers that can be used as a high throughput tools which will allow accurate identification of high seed yielding tetraploid red clover cultivars. Ultimately, this multi-faceted proje ct will lead to improve our understanding of this complex trait and will develop tools and germplasm for the breeding of new improved tetraploid red clover cultivars with enhanced seed yield potential.