Trees that grow better
- Reference number
- FFF20-0008
- Project leader
- Jansson, Stefan
- Start and end dates
- 220101-261231
- Amount granted
- 28 000 000 SEK
- Administrative organization
- Umeå University
- Research area
- Life Sciences
Summary
This project aims at using biotechnology to deliver broadleaf trees (Populus) that grow better in the boreal climate. Firstly, we will test two different strategies to enhance photosynthesis - Modifying photoprotection/light harvesting and Bypassing photorespiration. Secondly, we aim at optimizing Nitrogen fixation and sequestration to growth while minimizing nitrogen losses and with the goal to reduce nitrogen content in the harvested material. These parts of the project contain a component of basic science, in addition to the biotechnological aspects. We will produce transgenic aspen lines and analyze their growth and behavior when grown under optimal controlled conditions, and with cutting-edge techniques in our automated phenotyping facility. But we will also make the most promising modifications in elite Populus genotypes adapted to different climatic regions and test them in large-scale field experiments over several years, not only scoring growth and survival but also traits like nutrient balance, wood properties and pest and herbivore resistance. Ultimately, we aim to deliver better aspen and/or poplar genotypes for use in plantations in Sweden. We believe that those plantations will become more economically attractive as well as sustainable since they will increase trapping of CO2 uptake while minimizing the nitrogen losses. But the knowledge gained in the project can also be used to optimize “biotechnology breeding” of other broad-leaf trees like Salix and birch.
Popular science description
Största delen av Sveriges yta är täckt av träd, och skulle träden i Sverige växa bättre skulle detta inte bara ge vinster till företag och privatpersoner i Sverige, men också vara viktigt för landet som helhet. Dessutom skulle en högre produktion i skogen ge mer råvaror och energi, men skulle dessutom leda minskade nettoutsläpp av koldioxid, och därmed göra det lättare att uppfylla våra klimatåtaganden. Frågan är förstås, hur får man träd att växa bättre utan att behöva tillföra tillsatsämnen såsom gödsel, som för det första är kostsamt om det skall tillföras i stor skala i skogen, för det andra förändrar ekosystemet. Det bästa vore givetvis om man skulle kunna få tråd som växte bättre ”av sig själv” och forskningen har visad på två vägar framåt, framför allt genom studier på ettåriga växter och jordbruksgrödor, men vi tänker nu använda dessa för att försöka förbättra träds tillväxt. Den första vägen är att förbättra fotosyntesen genom att påverka de mekanismer som växter har för att undvika för mycket ljus. Det är visserligen bra med ”solskyddsfaktor” men det har visat sig att växter är lite onödigt oroliga och att om man förändrar dessa skyddsmekanismer kan man uppnå högre fotosyntes utan skador. Den andra vägen är att förändra växternas kvävebalans, kvävet är det viktigaste näringsämnet och kvävetillgången är nästan alltid en begränsande faktor för tillväxt i våra marker, det är därför som gödsling är ett så bra sätt att öka tillväxten. Vi skall försöka att dels få träd att själva ta upp mer kväve från luften, dels att fördela sitt kväve på annat sätt så att så lite som möjligt finns i veden, kan man få kvävet att stanna kvar i skogen efter skörd behövs blir förstås bristen mindre. Vi kommer till att börja med att framför allt testa dessa modifieringar inomhus, men sedan kommer vi också att plantera fältförsök med träd som har dessa modifieringar, för att se hur de klarar sig under olika förhållanden. Vi hoppas att denna forskning skall kunna leda till bättre sorter av olika träd som i första hand skall kunna odlas i plantager, men senare kanske också på normal skogsmark.