Resistenskilder, resistensmekanismer og seleksjonsmetoder mot Fusarium og mykotoksiner i havre

RESIFUS-prosjektets hovedmål er å framskaffe nye havresorter med forbedret resistens mot Fusarium graminearum. Kunstig fusariumsmitting i felt for å påvise sikre og store nok forskjeller i resistens er nødvendig, og dette krever et stort apparat. Søking etter resistens henger sammen med dette, og krever testing av omfattende materialer. Fusarium graminearum gjør skade både gjennom produksjon av mykotoksiner (DON), og skade på avling og spireevne. Både spiredata og soppgiftdata er således nødvendig. Begge er kostbare analyser, og i et foredlingsprogram er det derfor nødvendig å finne hurtigmetoder for testing. NIR er en hurtigmetode som er enkel i bruk og billig, men sammenhengen må være god, og det må lages kalibreringer med reelle verdier som grunnlag. Resistens mot Fusarium og DON tillegges nå stor vekt i godkjenning av sorter for det norske marked. Et viktig delmål i prosjektet er å bygge opp en HAVREBASE som skal brukes i videre i genetisk kartleggingsarbeid, først og fremst i fusariumresistensforedlinga, men også etter hvert som base for andre egenskaper. Dette er nå i utført, og består av 225 havresorter/linjer. Havrebasen er ferdig genotypet v.hj.a. tilgjengelig CORE Illumina 6k chip (2627 brukbare SNP?s), og det er gjort noe assosiasjonskartlegging mot fenotypedata. Smittemetoden for etablering av fusariumepidemi på friland (Vollebekk og Stange) har framskaffet mye data på grad av fusariumresistens i et stort havremateriale. Alle sorter/linjer i off. verdiprøving i S og N samt mye foredlingsmateriale er testet. Dette har gitt viktig bidrag til innsyn i resistenssituasjonen i Norden og til valg av sorter til innmelding i offisiell prøving og til godkjenning av sorter. Det er således godkjent flere sorter basert på resultatene fra prosjektet. I tillegg har en fått testet mye (lite tilpasset) materiale og krysningsavkom etter potensielt lovende kilder. Metoder for seleksjon under sterkt smittepress er evaluert, og nye potensielle kilder fra dette materialet er under videre innkryssing og testing. Utvikling av hurtigmetoder for innsyn i mykotoksinsituasjonen i kornprøver er svært viktig tema for havreforedlingen, både på grunn av pris - kapasitet og tidsaspektet for analysene. Det bygges på tidligere arbeid med NIR-metoder for mykotoksinbestemmelse, samt utprøving/videreutvikling av Elisa-teknikk på det samme. NIR-kalibrering for DON og spiring er gjennomført. For DON og viser tidvis tilfredsstillende resultater, men også store effekter av sted og år. Lave gjennomsnittsverdier (under 5 ppm) av DON gir dårlige prediksjoner. NIR-kalibrering for spiring har gitt betydelig mer lovende resultater. Elisa som hurtigmetode er presis (god reproduserbarhet), men nøyaktigheten over 5 ppm er satt under lupen. Kalibreringsarbeid med NIT-scan mot skallprosent er fullført og resultatet er tilfredsstillende (r=0,7) og vil være verdifullt bidrag i seleksjonsarbeid på ungt foredlingsmarteriale. Implementering av modellen i NIT-utstyr gjenstår. En viktig forutsetning for å få resultater av DON, spiring, NIR og Elisa er smittefelt, og slike felt er svært kostbare i drift. Det er derfor målsetting at en etter hvert får genetisk informasjon og genetisk verktøy for å plukke fram resistens uten felttesting. Fusariumsoppens kompleksitet og tilsvarende for genetisk resistens i havre tilsier at enkeltgenresistens er ufullstendig, men kan gi viktige bidrag. Passiv resistens bl.a. pollensekk-kasting kan være en brikke i dette, og det arbeides videre med å påvise slik sammenheng. Markørassistert seleksjon (MAS) er velegnet for enkeltgen/enkel nedarving, men ved mange gener involvert er dette utilstrekkelig. Arbeidspakke 3 i prosjektet har lagt grunnlag for videre arbeid med Genomisk Seleksjon (GS). En ny nordisk havre SNP-brikke vil kunne forbedre presisjonen for bl.a. dette formålet. Det arbeides nå med nærings-PhD for å ta GS videre. RESIFUS-prosjektet har fått en viktig rolle som premissleverandør og basis for flere nasjonale og nordiske prosjekter.

Havre har stor plass i det norske landbruket, og representerer ca 25 prosent av all korndyrkinga i landet. Verdien av havre både som fôr og direkte til menneskeføde er stor, og som mat er havren særlig verdifull gjennom sin gode diettiske virkning og bred t sammensatte næringsstoffer. Havre er en robust kornart som tåler variasjon i næringstilgang, struktur og pH, og den er svært verdifull forgrøde for hvete. Fusarium i havre skaper mykotoksiner i kornet til skade for mennesker og dyr og reduserer spireev nen som såkorn. Det overordnede målet er på kortest mulig tid å framskaffe havresort(er) med god resistens mot Fusarium og mykotoksiner (soppgifter). I motsetning til i hvete og bygg finnes ikke kjente effektive resistensgen mot fusarium og mykotoksiner i havre, og vi har begrenset forståelse av de prosesser som fører til angrep og resistens. Graminors initiativ for dette fellesprosjektet er å komme videre i dette søket. -Oppbygging av kjernesamling ('havrebase') og utføre systematiske søk etter bedre re sistenskilder mot fusarium i materialer innen og utenfor den aktuelle nordiske genpoolen -Implementere NIR analyser som seleksjonsgrunnlag for mykotoksinresistens ved å ta i bruk kalibreringer som er utviklet i pågående prosjekt. -Utnytte tilegnet kunnsk ap om fenotyping og genetisk informasjon og verktøy med tanke på presisjonsforedling med DNA-baserte metoder. Forskningsoppgavene: 1. Koordinere og søke etter resistens. Her er oppgavene å systematisere informasjon, søke i kjente og ukjente samlinger og v elge ut kandidater til en kjernesamling for videre kartlegging. 2.Videreutvikle og ta i bruk hurtigmetoder for DON. Utprøvinger og videreutvikle kalibreringer for NIR. 3. Genotyping og molekylært markør-arbeid for å etablere en plattform for genomisk sele ksjon. Arbeid med utvikling hurtigmetoder til bruk i foredlingsarbeidet. Deltakere: Graminor (GN), Universitetet for Miljø og Biovitenskap (UMB), Lantmännen Lantbruk (LSW), Felleskjøpet Agri (FKA) og Strand Unikorn