NeXTim – utvikling av timoteisorter

Publisert: 4. februar 2021

[vc_row][vc_column][vc_column_text]Prosjektleder Odd-Arne Rognli ved NMBU har med seg forskere fra NMBU, Graminor, NIBIO og Norsk Regnesentral for å nå målet om å utvikle nye sorter som er tilpasset nordlig klima, med raske endringer i temperatur og nedbør. Prosjektleder har skrevet en oppsummering av arbeidet i prosjektet så langt:

Grovfôrproduksjon basert på engvekster er grunnlaget for landbruk i Nord Norge. Bedre utnyttelse av lokale fôrressurser er en nøkkelfaktor for å utvikle en mer bærekraftig husdyrproduksjon. For å oppnå dette er det nødvendig å øke både avling, fôrkvalitet og avlingsstabilitet.

Timotei er den viktigste engveksten i Norge, spesielt i de nordlige delene av landet. Klimaendringene fører til større variasjon i temperatur og nedbør, og dette vil påvirke både planteproduksjonen i vekstsesongen og overvintringsevnen. Effektene av klimaendringene vil være størst i nord. Utvikling av sorter som er tilpasset det framtidige klimaet er helt avgjørende for en framtidig bærekraftig grovfôrproduksjon.

Foredling av nye grassorter tar lang tid med tradisjonelle metoder, opp mot 20 år før de er på markedet. For å kunne holde tritt med de raske klimaendringene er det nødvendig å utvikle nye sorter raskere. Dette kan oppnås ved nye metoder som genomisk seleksjon og maskinlæring for å integrere genotype og fenotype (avling etc.) data med klima- og jorddata for å predikere hvordan sorter med best mulig lokal tilpasning kan utvikles.

Produksjon av bruksfrø av nord-norske timoteisorter er lokalisert i Sør-Norge fordi klimaet i nord ikke er godt nok for en sikker frøproduksjon. Dette kan medføre at sortene endrer seg genetisk gjennom oppformeringen og at viktige egenskaper som sikrer tilpasning i nord endres. Prosjektet vil derfor undersøke om frost- og isdekketoleranse, samt genetisk struktur endres i løpet av generasjoner med oppformering av nordlige timoteisorter i sør.

Arbeidet med å undersøke frost- og isdekketoleranse startet med gjennomføring av et lite testforsøk av frosttoleranse, utført på planter fra et feltforsøk på NIBIO Holt i Tromsø. Høsten 2020 ble det, i samarbeid med NLR Nord-Norge, samlet inn timoteiplanter fra tredje engår fra feltforsøk i prosjektet «Timotei for nordlige strøk». Overlevende planter av sortene ‘Engmo’, ‘Noreng’, ‘Grindstad’ og ‘Snorri’ fra Alta, Kleiva (Vesterålen), Holt (Tromsø) og Tjøtta (Helgeland) er testet for frosttoleranse og isdekketoleranse ved NIBIO Holt i Tromsø – se video

Det fantes ikke nok overlevende planter på alle lokaliteter (Tjøtta og Kleiva) til å utføre alle testene. For frysetesting ble plantene først herdet ved lav temperatur og deretter testet for frosttoleranse ved 5 temperaturer ned til -24 grader C. Prøver er samlet inn fra alle genotyper og testtemperaturer og sendt til NMBU for ekstraksjon av RNA og sekvensering. Fakultet har bevilget en stipendiat som blir tilknyttet prosjektet. RNA-sekvensering vil være en del av stipendiatens forskningsarbeid og vil starte på nyåret 2021.

I prosjektet er det et mål å avle fram tre generasjoner av de nordlige timoteisortene Engmo og Nordeng på tre lokaliteter i Norge, en nordlig (Holt, Tromsø), en i Midt-Norge (Steinkjer, Trøndelag) og en sørlig (Landvik, Agder). Disse lokalitetene representerer de tradisjonelle lokalitetene for oppformering av elite, stamsæd og bruksfrø av nordlige timoteisorter. Frø ble sådd på småruter allerede i 2019 på NIBIO Holt (Tromsø), i Steinkjer (Nord-Trøndelag) og på Landvik (Grimstad). Frø fra disse rutene ble innsamlet sommeren 2020, tresket på Landvik og sendt tilbake for ny såing på alle tre lokaliteter i 2020.

Pga. den korte vekstsesongen i Tromsø ble en del av plantene tatt inn i drivhus midt på sommeren for å drive frem frøutviklingen.

Utvikling av en genomsekvens for timotei har startet. Korte sekvenser (100X dekning av genomet, Illumina) og lange sekvenser (Oxford nanoporesekvensering, 50X dekning) er produsert for å kunne sette sammen et foreløpig genom (2,8 GB lengde) ved bruk av bioinformatiske verktøy. Mye tid er brukt til å planlegge videre arbeid med å utvikle fullstendig genomsekvens (kromosomnivå), dette involverer kjøp av tjenester eksternt mens det bioinformatiske arbeidet blir utført av prosjektmedarbeiderne.

Modellering av avlingsrespons hos timoteisorter i forhold til klima vha. maskinlæringsmetoder er utført basert på historiske klimadata fra NIBIO stasjoner, data fra avkomsprøving (ca 1000 fullsøskenfamilier testet på 5 steder i 3 årige forsøk i perioden 2002-2015) og data fra offisiell verdiprøving fra 1988 til d.d. (totalt ca 8 000 engår, 26 steder, 10 steder med flere enn 2 engår, 213 år x sted-kombinasjoner). Innledende analyser viser at gjennomsnittstemperatur og min/max-temperatur i mars og april er de klimavariablene som best predikerer avlingspotensial i første engår, mens max-temperatur i august, nedbør i juni og temperatur i mars og mai er viktigst i 2. engår. Det gjenstår mye arbeid med å definere både hvilke klimavariabler som vil være mest relevante å bruke og hvilke avlingsdata som er mest relevante, dvs. slått, år, avling pr år og over år.[/vc_column_text][vc_video link=»https://www.youtube.com/watch?v=a9lBCV2Uf0w&t=189s» title=»Timotei for nordlige strøk»][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][/vc_column][/vc_row]