Integrating Genomics and Tree Breeding
- Reference number
- FID17-0033
- Start and end dates
- 190101-260101
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Skogforsk
- Research area
- Life Sciences
Summary
Swedish forest tree breeding has a long and successful history, where improved forest regeneration materials now outperform unimproved with 20–25 %. Continuous improvements are crucial in order to produce vigorous and high quality feed-stock for a bio-based industry and to mitigate climate change. Incorporating genomic information in the breeding programs, as part of the genetic evaluation, has the potential to significantly increase genetic gain per unit time. Merging front line competence and knowledge built up at Skogforsk, and UPSC (Umeå Plant Science Center) creates a unique environment for this strengthening of operational forest tree breeding. The proposed research plan includes three advanced scientific sub-projects: 1. Apply new statistical and computation science to increase accuracy of breeding value prediction, heritability, and genetic gain in breeding programs. 2. Develop a novel tree genetic evaluation method by integrating genomic and phenotypic data in a single-step approach. 3. Apply genomic selection for clonal forestry in Norway spruce with direct implementation in operational forestry, saving 10-15 yrs of field testing. The proposed research project will reinforce tree breeding techniques and strategies with tools and competence that take advantage of genomic information, resulting in accelerated breeding progress and amplified values from forests, simultaneously putting Swedish forest genetics and breeding in an internationally leading position.
Popular science description
Sverige är en internationellt ledande skogsnation med en årlig omsättning på mer än 200 miljarder SEK och stor betydelse för svensk ekonomi. Skogarna spelar nu en allt viktigare roll för att utveckla nya industrier med biobaserade slutprodukter och för att motverka klimatförändringar genom kolbindning. Genetisk förädling av skogsträd är ett mycket effektivt och miljövänligt sätt att öka skogarnas produktion och kvalitet, och samtidigt öka deras motståndskraft. Tillgång på förädlat, högvärdigt skogsodlingsmaterial med optimal anpassning till varierade miljöförhållanden, inklusive klimatförändringar, är av stor strategisk betydelse för skogsnäringen och samhället. Skogsträdsförädling är därför en viktig förutsättning för framtida skogar med hög anpassningsförmåga, motståndskraft, kvalitet, produktionsförmåga och genetisk diversitet. Skogsträdsförädling har bedrivits i Sverige under mer än ett halvt sekel genom korsnings- och urvalsförädling baserat framförallt på fenotypinformation från fältförsök. Förädlingen är idag mångfalt effektivare än vid förädlingens början och den generation förädlade plantor som nu börjar användas beräknas öka skogsproduktionen med 20–25 % jämfört med oförädlade. Samtidigt har den molekylära genetiken gjort stora framsteg och det finns nu möjlighet att integrera information direkt från trädens DNA i den operativa förädlingen som ett komplement till fenotypinformation från fältförsöken. Den genetiska vinsten i varje förädlingscykel skulle kunna öka avsevärt, alternativt bli tillgänglig snabbare, om urval av avelsträd kan baseras helt eller delvis på genomisk information lagrat i DNA. Det finns flera pilotstudier som demonstrerar potentialen i markörbaserad förädling. Trots detta har genomisk teknik ännu inte integrerats fullt ut i operationella förädlingsprogram. Här har Sverige unika möjligheter att ta en internationellt ledande roll genom att utveckla spetsforskning och integrera den i de operativa förädlingsprogrammen. I det här projektet avser vi att ta fram ny kunskap med följande fokus: -"Tillämpa ny statistisk och beräkningsmässig vetenskap för att öka säkerheten i avelsvärdering och skattning av genetisk vinst i förädlingsprogrammen -"Utveckla en ny genetisk utvärderingsmetod för skogsträd genom att integrera genotypisk och fenotypisk information -"Applicera genotypisk information för urval av bra granmaterial för massförökning