Skriv ut

Projekt KF 51-70

Sidan är inte komplett, men uppdateras successivt

Nedanstående rapporter utgör eller grundar sig på den slutredovisning som inlämnats till Stiftelsen Konsul Faxes Donation. I många fall har resultaten dessutom, i olika former, publicerats i diverse vetenskapliga tidskrifter.

KF 58 Utvärdering av en mer kostnadseffektiv förädlingsstrategi i björk i norra Sverige

Författare: Sara Abrahamsson. Skogforsk (2020)

Sammanfattning:
Vid genomgången av de svenska förädlingsprogrammen 2011 var fokus främst de två stora trädslagen, tall och gran. Förutom dessa förädlas flera andra trädslag som inte har samma ekonomiska förutsättningar trots det så tillämpas samma förädlingsstrategier. Dessa trädslag har många gånger en stor betydelse när det kommer till den biologiska mångfalden och i och med de kommande klimatförändringarna så kan de öka i betydelse. Många av de svenska små arterna är lövträd som blommar vid en betydligt lägre ålder än gran och tall samt blommar rikligt varje år. Detta gör att de lätt kan producera OP frö till en låg kostnad, inte bara till avkommeprövningar, utan till att producera nästa generation. Eftersom denna metod ger minimal kontroll av fadern så måste nya metoder tas fram inom vilka mindre vikt läggs på stamtavlan. Björken (Betula pendula Roth.) har idag en särställning i Sverige på grund av att det redan bedrivs ett aktivt förädlingsprogram för det. Det nordliga förädlingsprogrammet av björk blev därför utgångspunkt för att med hjälp av simuleringar testa nya förädlingsmetoder där fritt avblommat frö används.

Genom att använda en stokastisk simulator som POPSIM kan vi utvärdera den biologiska processen som sker vid rekombinationen av gener vid den reproduktiva delningen. Programmet är fritt tillgängligt (Mullin 2018) och är designat för utvärdering av olika förädlingsstrategier. Sju olika scenarier testades, en i vilken den nuvarande strategin används (kontrollerade korsningar gjorda med hjälp av olika optimeringsvektyg, fyra med fritt avblommat frö men där valet av träd som fröna plockas från gjordes på olika sätt och två där en pollenblandning användes vara av ett av dem sedan fäderna bestämdes i efterhand med hjälp av genetiska markörer. De 7 scenarierna kördes med tre olika nivåer på ärftlighet, 0,05, 0,2 och 0,4.

Den högsta genetiska vinsten efter fem förädlingscykler blev det i pollenmix scenariot (53–76%) där fadern inte problemet är att den genetiska variationen snabbt blev lägre (0,92-0,93). Detta kan jämföras med den traditionella strategin med kontrollerade korsningar där vinsten ökade med 44–67% samtidigt som variationen behölls på runt 0,95. I de alternativa strategierna med fritt avblommat frö så var den bästa metoden den att använda optimeringsverktyg vid selektionen så att vinsten blev 32–44% och den genetiska variationen hölls konstant på över 98%. Den genetiska variationen går inte ner mer eftersom pollenet kommer utifrån. Eftersom tiden i ett förädlingsprogram där fritt avblommat frö används är betydligt kortare per förädlingscykel (11 år mot 17 år) blir den genetiska vinsten per år jämförbar trots att kostnaden blir lägre och den genetiska diversiteten kan hållas högre.

Summary:
 The review of the Swedish tree breeding program in 2011 primarily focused on Scots pine and Norway spruce. In addition to these, several other tree species are bred that do not have the same economic conditions, but the same breeding strategy is applied. These tree species are often of great importance when it comes to biodiversity, while less economically important today they are likely to play a much more important role in future climates. Many of the Swedish minor species are deciduous trees that bloom at an earlier age than spruce and pine and bloom prolific every year. This allows them to easily produce open pollinated (OP) seeds at a low cost, but also for testing and selection in recruitment populations. With minimal control over paternity, breeders will need to devise strategies that use less-precise information on pedigree. Birch (Betula pendula Roth.) currently has a special position in Sweden because an active breeding program is already being conducted. The northern birch breeding program therefore became the starting point of these simulations using OP seeds in the strategy.

By using a stochastic simulator such as POPSIM, we can evaluate the biological process that takes place in the recombination of genes in the reproductive division. The program is freely available at Skogforsk homepage and is designed for evaluation of different breeding strategies. Seven different scenarios were tested, one is the current strategy (controlled crossings made using different optimization tools) four scenarios using OP seeds but the method to choose trees for picking seeds from where varied and two scenarios in which a pollen mix was used both with and without father inference afterward. The 7 scenarios were tested with three different levels of heritability, 0.05, 0.2 and 0.4.

The highest genetic gain, after five breeding cycles, was in the pollen mix scenario (53-76%) when the father is not identified but the genetic variation was the lowest (0.92-0.93). This can be compared with the traditional strategy with controlled crossings where the profit increased by 44-67% while the variation was maintained at around 0.95. In the alternative strategies with open pollinated seed, the best method was to use optimization tools in the selection so that the gain was 32-44% and the genetic variation was kept constant at over 98%. The genetic variation does not go down anymore because the pollen comes from outside. Since the time in a breeding program where OP seed is used is significantly shorter per breeding cycle (11 years compared to 17 years), the genetic gain per year is comparable even though the cost is lower and the genetic diversity can be kept higher.

KF 64 Tillväxt och skadebild i avkommeförsök med skogsek

– Growth and stem quality in progeny of oak in Sweden

Författare: Johan Kroon. Skogforsk (2021)

Sammanfattning:
Vid odling av ädla lövträd är det ofta frågan om långa omloppstider och det ekonomiska utfallet är mycket starkt avhängigt av den timmerkvalitet som slutprodukten erhåller. Därför är det väsentligt att man utgår från ett bra odlingsmaterial. Förutom att materialet i sig själv skall ha en hög produktionspotential och producera virke av god kvalitet är det av största vikt att materialet är väl anpassat till det klimat där det skall odlas. Inslag av ek i landskap och skogsmark har stora värden, framför allt från natur- och kulturmiljösynpunkt. Ek kan dessutom ge ett värdefullt sågtimmer med höga priser i jämförelse med barrträdslagen. Men ekens värde för skogsbruket kan komma att få en större betydelse, speciellt med tanke på osäkerheten i morgondagens odlingsbetingelser för våra inhemska trädslag. Att använda ett odlingsmaterial som förflyttats långt från växtplatsen är ett risktagande. Eftersom södra Sverige utgör nordgräns för de ädla lövträdens naturliga utbredningsområde är det sannolikt extra viktigt att ha kontroll på genetiska egenskaper som är kopplade till klimatisk anpassning.

Kunskap om härkomstens (proveniensens) betydelse och olika frökällors odlingsvärde av ek i Sverige är idag mycket bristfällig. Att förstå proveniensmönster hos ek är en grundläggande förutsättning för fortsatta förädlingsarbete. De svenska genbanksytor av ek syftade till att bevara inhemsk ek i Ex situ-arkiv, men de skulle också kunna användas till skogsträdsförädling och till annan forskning på ek. torna innehåller ek från hela Sverige och ger en möjlighet att studera proveniens- och familjeeffekter. Under 1995 planterades 6 genbanksytor i Götaland. Idag återstår fyra ytor som finns i (Skånes, Jönköpings, Västergötlands och Södermanlands län). Det finns i Sverige ingen annan försöksserie med ek som har ett så omfattande genetiskt material av familjer (avkommor) med olika proveniens. Förhoppningen med studien är att den skall ge besked om vilka proveniensområden som är att föredra för ekodling på en viss lokal.

Det aktuella projektet omfattar en första utvärdering av tillväxt och kvalitet i de två nordligaste genbanksytorna: Askeby och Vibyholm. Extra tyngd har lagts på skador som påverkar virkeskvalitén (d.v.s. genomgående stam, dubbelstam, spröt). Utvärderingen har i första hand innefattat en proveniensstudie för att försöka gruppera de enskilda familjernas geografiska ursprung (insamlingslokal) efter deras prestation på genbanksytorna baserat på flera olika egenskaper. Resultatet visar att det finns tydliga skillnader mellan familjer. Proveniensanalysen gav dock ett något otillfredsställande resultat då inga tydliga trender kunde skönjas i datamaterialet. Detta berodde nog delvis på: 1) att familjerna i de enskilda genbanksytorna hade en relativt lokal härkomst; 2) att ytorna borde ha mätts vid yngre ålder och inte blivit påverkade av skötselåtgärder; 3) att inslaget av bergek är okänt; samt 4) att den ursprungliga planteringsdesignen inte var tillfredställande för långsiktig forskning. Detta påverkade säkerheten i skattningarna av de olika effekter och det var därför svårt att undersöka storskaliga variationer i proveniensmönstret. En spatialanalys användes för att försöka göra familjernas genomsnittliga skattningar så robusta som möjligt. Analysens resultat, och med erfarenhet från provenienseffekter hos andra trädslag, gör att en proveniensindelning i breddgradsgrupper ändå föreslås, med ytterligare möjlig indelning i kust- och centrala proveniensområden. Detta kommer att kunna ge ett bättre beslutsunderlag vid beståndsinsamling av inhemsk ek, samt ligga till grund för det fortsatta förädlingsarbetet av ek på Skogforsk.

Abstract:
When using noble deciduous trees in forest management, it is often a question of long rotation period, and the economic outcome is very strongly dependent on the timber quality that the product receives. Therefore, it is essential to start from a good growing material. In addition to the material itself having a high growth potential and producing wood of good quality, it is of the utmost importance that the material is well adapted to the climate in which it is to be grown. Elements of

oak in landscapes and forest land have great values, especially from a natural and cultural environmental point of view. Oak can also provide a valuable saw timber with high prices in comparison with the conifer law. But the value of oak for forestry may become more important, especially given the uncertainty in tomorrow’s cultivation conditions for our native conifer tree species. Using a growing material that has been moved far from the plant site is a risk. Since southern Sweden constitutes the northern border for the natural distribution area of the noble deciduous trees, it is probably extra important to have control over genetic traits that are linked to climatic adaptation.

Knowledge about the significance of origin (provenance) and the cultivation value of different seed sources of oak in Sweden is today very deficient. Understanding the provenance pattern of oak is a basic prerequisite for continued tree breeding work. The Swedish Ex situ “gene bank plots” of oak (Quercus sp. – robur) aimed to preserve domestic oak in Ex situ archives, but they could also be used for forest tree breeding and other research on oak. The plots contain oak from all over Sweden and provide an opportunity to study provenance and family effects. In 1995, six gene bank plots were planted in Götaland. Today, there are four plots left in (the region of Skåne, Jönköping, Västergötland and Södermanland). There is no other experimental trial series with oak in Sweden that has such an extensive genetic material of families (offspring) with different provenances. The hope with the study is that it will provide information on which areas of provenance are preferable for afforestation on sites in Sweden.

The current project includes an initial evaluation of growth and quality in the two northernmost gene bank plots: Askeby and Vibyholm. Extra weight has been placed on damage that affects the wood quality (i.e. straight stem, forking, ramicorns). The evaluation has included a provenance study to try to group the individual families’ geographical origin (collection site) according to their performance on the specific plot based on several different characteristics. The results show that there are clear differences between families. However, the provenance analysis gave a somewhat unsatisfactory result as no clear trends could be discerned in the data material. This was probably partly due to: 1) that the families in the individual gene bank plots had a relatively local origin; 2) that the plots should have been measured at a younger age without the inclusion of silviculture treatments; 3) that the amount of Q. petraea is unknown; and 4) that the original planting design was not satisfactory for long-term research. This affected the certainty of the estimates of the different effects, and it was therefore difficult to investigate large-scale variations in the provenance pattern. A spatial analysis was used to try to make the families’ average estimates as robust as possible. The results of the analysis, and with experience from provenance effects in other tree species, mean that a division of provenance into latitude groups is still proposed, with a further possible division into coastal and central provenance areas. This will be able to provide a better basis for decision-making in seed collection in domestic oak stands and form the basis for the continued tree breeding work of oak at Skogforsk.