A molecular approach to secure supply of improved seed
- Reference number
- FID16-0030
- Start and end dates
- 180101-250430
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Skogforsk
- Research area
- Other
Summary
To counteract climate change improved reforestation material from seed orchards are required. Today, the Swedish forest sector suffers from a shortage of improved Norway spruce seeds. This lack of improved seed is therefore a threat to possibilities for the forestry sector to contribute to the transition to a bio-based economy and will jeopardize the needed adaption of Swedish forests to new climatic conditions. The overall goal of the research the PhD student will be a part of is to reveal the secrets of the “florigen” of conifers. The focus of this PhD project is to expand the understanding of how conifer plants regulates the transition from vegetative to reproductive growth to increase efficiency in conifer breeding and enhance seed production in seed orchards. The PhD student will use an early cone-setting Norway spruce mutant (Picea abies var. acrocona) that can be stimulated to produce cones within one calendar year from sowing. The outlined sub studies include: 1) Studies of the cone initiation in the acrocona mutant. 2) Analysis of acrocona as rootstock. 3) Effect of light spectrum on gene activity, and will result in four scientific papers that will be the base of the thesis. In a mid-term perspective, this knowledge will be used to shorten the length of the vegetative period before the trees start to produce cones, and to adopt this important trait in the ongoing breeding programs and in the Swedish conifer seed orchards.
Popular science description
God tillgång på förädlat frö från fröplantager är en förutsättning för att skogsbruket ska kunna vara förberedd för ett ändrat framtida klimat och kunna bidra till övergången till en biobaserad ekonomi. Idag är det i Sverige brist på förädlat frö av gran. Samtidigt står förädlingen av våra skogsträd står inför ett paradigmskifte. Nya resurser i form av storskaliga sekvenseringsmetoder ger oss möjlighet att kartlägga trädens arvsmassa och analysera vilka gener som reglerar olika processer under trädens utveckling. Dessutom har transformationsmetoder och metoder för riktad mutagenes utvecklats. De kommer att ge ökade möjligheter till att genomföra funktionella studier av kandidatgener. För att kunna utnyttja dessa tekniksprång vid förädlingen av våra barrträd krävs att vi kan förkorta trädens generationstid; vilket i sin tur förutsätter grundläggande kunskaper om hur övergången från det vegetativa till det reproduktiva stadiet regleras. Hos gran sker denna övergång efter 20 till 25 år Det föreslagna doktorandprojektet är uppdelat i tre delarsom vart och ett kommer att bidra till den övergripande frågeställning: Hur regleras övergången mellan vegetativ tillväxt och reproduktiv utveckling i gran. Vi kommer att använda en naturligt förekommande granmutant (kottegran) vilken kan stimuleras att sätta kott inom ett kalenderår. I del 1) kommer vi att studera vilka gener som aktiveras när granen bestämmer sig för att sätta kottar och hur kottegranen påverkas av behandlingar med ett blomningsstimulerande hormon, Gibberelin. Analyser av vilka genaktivitet kommer att göras med hjälp av storskalig sekvensering av genprodukter, så kallad RNA-seq. I del 2) studeras hur rotstockar av kottegran och på dessa ympadde kvistar från granar som ingår i de Svenska förädlingsprogrammet för gran. Vår hypotes är att kottegranen kan påverka kottsättningen i det påympade materialet. Doktoranden kommer att studera hur kottegransrotstockarna påverkar tillväxten av det ympade materialet. Studierna kommer att omfatta både tillväxtstudier, om ympen kan förmås sätta kottar tidigt, samt molekylära studier av olika geners aktivitet. I delprojekt 3) avser vi att studera hur ljus av olika våglängder påverkar kottsättningen. Doktorandprojektet kommer att ge oss en ökad möjlighet att korta generationstiden i granar i förädlingsprogrammet. Detta kan i sin tur också ge oss möjlighet att sätta upp helt nya förädlingsmål med avseende på vedkvalitet, näringsupptag och sjukdomsresistens.