Rapid-Cycling Breeding
- Reference number
- FFF20-0014
- Project leader
- Nilsson, Ove
- Start and end dates
- 220101-261231
- Amount granted
- 29 000 000 SEK
- Administrative organization
- Swedish University of Agricultural Sciences
- Research area
- Life Sciences
Summary
There is an imminent need for increased efficiency in Swedish forest breeding programs to meet anticipated pressures on forest production caused by climate change and emerging pests. The breeding rate also needs to be higher due to the increased demand for forest products by the biobased economy. However, the long generation time of spruces and pines hampers breeding efforts. The proposed project will address this bottleneck by developing a Rapid Cycling Breeding strategy for the conifer Norway spruce (Picea abies). The project is founded on a basic research breakthrough that will allow for the induction of an early cone-setting trait in the spruce breeding population, using either genome editing techniques or a transgenic approach. To identify the best suitable breeding material that will meet future demands for increased productivity and resilience, we will also develop genomic selection methods for clonally propagated Somatic Embryogenesis (SE)-lines. In combination, the early cone-setting trait, genomic selection, and the SE-technology will have the capacity to reduce the breeding cycle from the current thirty to ten years. Finally, we will perform cost calculations and modelling to incorporate these new techniques into a comprehensive Rapid Cycle Breeding strategy that the Swedish forest industry can use to secure the supply of genetically enhanced planting material for Swedish forest owners.
Popular science description
Projektet syftar till att revolutionera förädlingen av barrträd genom att utveckla metoder för att korta förädlingscykeln. I Sverige kommer en ökad effektivitet i förädlingen att säkerställa tillgången till snabbväxande plantor av högre kvalitet och med bättre motståndskraft mot nya sjukdomar och skadegörare, torka etc. Indirekt kommer projektet därmed bidra till en ökad produktivitet och möjliggöra en nytt adaptivt skogsbruk som är bättre anpassat till förväntade effekter av ett ändrat klimat. Vinsten från förädling av gran och tall beräknas uppgå till 1,7 miljarder kronor per år under de senaste 50 åren. Förädlingen av barrträd försvåras dock av att träden genomgår en lång ungdomsperiod innan de börjar sätta kottar. För gran är denna period 20-25 år. Den långa generationstiden medför också att det dröjer minst 30 år innan ett nytt plantmaterial kan förädlas fram som t.ex. är motståndskraftigt mot torka eller utbrott av nya sjukdomar eller skadegörare orsakade av ett nytt klimat. Detta är för lång tid med tanke på hastigheten hos klimatförändringarna. Projektet bygger på helt ny och banbrytande grundforskning där vi identifierat ett arvsanlag som reglerar när granen ska börja sätta kottar. I projektet kommer vi dels att studera denna mekanism vidare för att utöka vår grundläggande förståelse, och dels utnyttja arvsanlaget som ett verktyg för att inducera tidig kottsättning i de träd som ingår i förädlingsprogrammen av gran. Vi kommer även att utveckla nya genetiska metoder för att kunna välja ut det förädlingsmaterial som bäst svarar mot framtidens behov redan i unga klonförökade plantor. I kombination möjliggör dessa tekniker en sänkning av tiden för en förädlingscykel från dagens trettio- till framtida tio år - en tredubbling av effektiviteten! I projektet samverkar forskare från SLU med skogsträdsförädlare från Skogforsk. De senare kommer att genomföra ekonomiska kalkyler och simuleringar för att arbeta fram en konkret plan för hur de molekylära och genetiska verktygen bäst kan användas i ett förädlingsprogram som bygger på en kortare förädlingscykel och som bidrar till en ökad tillväxt, en bibehållen genetisk diversitet, och en ökad klimatanpassning.