Prosjekt NeXtim avsluttet

Publisert: 3. oktober 2024

Prosjektet i regi av NMBU ved prosjektleder Odd Arne Rognli er nå avsluttet og sluttrapporten er klar. Prosjektet som startet i 2020 har vært svært vellykket og resultatene viser at det har skjedd endringer i timoteisortene, spesielt i sorten Noreng. Dette bør få konsekvenser for hvordan oppformeringen av nord-norske sorter foregår.

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. Produksjon av bruksfrø av nord-norske timoteisorter er lokalisert i Sør-Norge fordi klimaet i nord ikke er godt nok for en sikker frøproduksjon. Prosjektet hadde som mål å undersøke om frost- og isdekketoleranse, samt genetisk struktur endres i løpet av generasjoner med oppformering av nordlige timoteisorter i sør.

Frost- og isdekketoleranse er testet i tre frøpartier, prebasis (elitefrø, originalt foredlerfrø), basisfrø (stamsæd) og bruksfrø av de nordlig tilpassede sortene ‘Engmo’ og ‘Noreng’. Frosttoleransen er redusert hos sortene når vi sammenligner planter fra prebasis med planter fra dagens kommersielle frøpartier som er oppformert i sør. Når det gjelder toleranse mot isdekke fant vi ikke signifikante forskjeller mellom frøpartier eller sorter. Årsaken kan være at plantene ikke blir utsatt for isdekke under oppformering i Sør Norge. Det er også klare genetiske endringer i sortene over tid, og størst endring i Noreng som er en syntetisk sort med snevrere genetisk bakgrunn enn Engmo. Resultatene viser at frøproduksjonen i Sørøst-Norge kan redusere vinterherdigheten hos nordnorske sorter, og tyder på at dagens system for oppformering ikke bevarer sortenes egenskaper godt nok.

Tre generasjoner av de nordlige timoteisortene Engmo og Nordeng ble avlet på hver av tre lokaliteter i Norge, en nordlig (Tromsø), en i Midt-Norge (Steinkjer) og en sørlig (Landvik). Disse lokalitetene representerer de tradisjonelle områdene for oppformering av elite, stamsæd og bruksfrø av nordlige timoteisorter. Målet var å undersøke om oppformering i sørlige deler av landet reduserer overvintringsevnen hos nordnorske sorter. Resultatene fra frost og isdekketestene viser at sortene taper både frost- og isdekketoleranse ved gjentatt oppformering i sør. Det gjelder både for Engmo og Noreng, men i ulik grad. Genotyping med SNP markører viser at det også er klare endringer over generasjoner, spesielt til 1. frøgenerasjon. Endringene kan skyldes genetisk seleksjon i samspill med lokalt klima eller epigenetiske effekter.

Overlevende planter fra tredje engår fra feltforsøk på fire lokaliteter i Nord-Norge med sortene ‘Engmo’, ‘Noreng’, ‘Grindstad’ og ‘Snorri’ ble samlet inn og testet for frost- og isdekketoleranse. Frosttoleransen hos overlevende planter var dårligere enn hos planter fra frøpartiene som ble sådd i felt. Denne alderseffekten var også tydelig i genekspresjon under frost og isdekke; planter fra de opprinnelige frøpartiene var klart annerledes enn overlevende planter fra felt. Engmo og Snorri var mest tolerante mot frost- og isdekke, og overlevende planter fra Vesterålen var mer frosttolerant enn overlevende planter fra Tromsø hvor vinterstresset normalt er større.  Resultatene viste at selv om overlevende planter hadde lavere frosttoleranse enn planter fra de sådde frøpartiene, så ble mange stress-responsive gener oppregulert i disse. Vi fant betydelig oppregulering av gener relatert til etylenrespons, glykolyse og stressrelaterte proteiner under isdekke, og genekspresjon ved isdekke, hypoksi (oversvømmelse) og frost er delvis overlappende. Det ble også observert forskjeller i genuttrykk mellom overlevende planter fra felt og planter fra frøpartiene som ble sådd, samt mellom nordlige og sørlige kultivarer. Disse forskjellene kan skyldes seleksjon i felt, plantealder og/eller genetisk bakgrunn.

En genotype fra sorten ‘Liljeros’ (Graminor) er sekvensert. Genomsekvensen har høy kvalitet og har blitt brukt både i genekspresjonsstudiene (RNA-sekvensering) og i de populasjonsgenetiske studiene (genetiske markører). Vi samarbeider med en gruppe ved Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) som sekvenserer foreldreartene til timotei (villtimotei og fjelltimotei) om felles publisering av timoteigenomet.

Data fra verdiprøvingen av fôrvekster (18 477 observasjoner for perioden 1988-2017 som dekker 166 kombinasjoner av sted og etableringsår og 119 forskjellige sorter) er brukt for å finne en statistisk prediksjonsmodell for avling basert på agroklimatiske variabler. Antall døgngrader (GDD) i juli og antall dager med regn (>1 mm) i juni–juli ga best prediksjon. Prediksjonsmodellen ble kombinert med en rekke klimaensembler (RCP4.5) for å predikere avling for tiårene 2050–2059 og 2090–2099 på 8 steder i Norge. Prediksjonene viser betydelig redusert avling i Sørøst Norge, mens den vil øke i Nord-Norge ved midten av århundret på grunn av økte temperaturer og skiftende nedbørsmønstre.

Prosjektet har vært presentert i media og fagpresse, og på markdager. Et avslutningsseminar med deltakere fra referansegruppen og landbruksrådgivningen i Nord Norge representert i tillegg til alle prosjektdeltakerne ble arrangert ved NIBIO Tromsø, Holt i desember 2023.