Öppna meny Sök

Genetisk selektion snart vardag i Sveriges skogar

Ett nytt forskningsprojekt syftar till att öka tillväxten hos gran och tall med 30–40 procent med hjälp av genteknik.
– Sverige har världsunika förutsättningar för denna metod, säger Ove Nilsson, professor vid Umeå Plant Science Centre (UPSC).

Text och foto: Elin Fries

Har du någonsin undrat hur den nysatta plantan kommer se ut när den är fullvuxen? Snart kan du med ett DNA-prov ta reda på det. Ett stort forskningsprojekt kartlägger nu tallens arvsmassa för första gången och kunskapen om granens arvsmassa ska förbättras avsevärt. Resultaten kan ge svar på hur trädens egenskaper kopplar till generna. Något som kommer bli värdefullt inom skogsträdförädlingen.

30-40% i tillväxtökning

Den senaste generationens förädlade plantor har 25–30 procent högre tillväxt än plantor av lokal härstamning.
– Vi kommer att kunna nå tillväxtökningar på ytterligare 30–40 procent och därmed korta rotationsperioden rejält, tror Ove Nilsson, professor vid Umeå Plant Science Centre (UPSC), som leder projektet som tillsammans med Professor Ulf Gyllensten vid Science for Lifelaboratoriet i Uppsala. Projektet finansieras av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse (KAW). 

Ove Nilsson, professor vid Umeå Plant Science Centre (UPSC). Foto: privat

Mari Suontama, forskare på Skogforsk, menar att vi kommer behöva ökad flexibilitet inom skogsbruket i och med klimatförändringarna.

– Generellt kan man säga att exempelvis barr- och svampsjukdomar kommer att öka med varmare höstar. Vi måste därför fokusera än mer på träd med hög motståndskraft, säger hon.

Ove Nilsson är inne på samma spår.

– I klimatförändringanas spår kommer nya sjukdomar hos träden. På stora områden i världen kommer vi ha torka. Det här går väldigt snabbt, snabbare än de naturliga skogarna hinner anpassa sig. Man måste därför snabbt kunna parera för det i förädlingsprogrammet, säger Ove Nilsson.

De här teknikerna har redan revolutionerat sättet som vi bedriver förädling av jordbruksgrödor och kor. Dessutom kan vi på sikt komma att skräddarsy träd. Vissa träd förädlas för pappersmassa, andra för virke och nya material eller som koldioxidneutralt alternativ till plast, olja och kemikalier.

– Detta kommer först att tillämpas i snabbväxande träd som eukalyptus och poppel. Man ändrar vedegenskaperna för att passa för olika slutanvändningar, till exempel en ved som är lätt att sönderdela i sina beståndsdelar för att kunna utnyttjas i ett bioraffinaderi, säger Ove Nilsson.

Goda förutsättningar i Sverige

Nu väntar ett omfattande arbete. Arbetet bygger på den kartläggning av granens arvsmassa som gjordes i ett annat samarbetsprojekt mellan UPSC och SciLifelaboratoriet 2013, också finansierat av KAW. Arvsmassan visade sig vara hela sju gånger större än människans.– Det var ett otroligt komplicerat projekt, på gränsen till vad som var tekniskt möjligt. Vi fick köpa in en superdator, för det fanns inga datorer i Sverige som hade tillräckligt stort ramminne, minns Ove Nilsson.

Mari Suontama, forskare på Skogforsk. Foto: privat.

Då undersöktes arvsmassan hos en enda gran. Nu ska den genetiska variationen undersökas hos tusentals granar och tallar i Skogforsks förädlingsprogram. Under tidsperioden 2019 – 2024 kommer Umeå Plant Science Centre (UPSC) tillsammans med Science for Life laboratoriet (SciLifeLab) och Skogforsk att undersöka vilka gener som styr trädens tillväxt, utveckling och anpassning i skogsmiljö. Skogforsk har sedan 50-talet bedrivit större avkommetester (där lovande träd korsats med varandra) i fältförsök spridda över hela Sverige.

– Sverige har världsunika förutsättningar för denna typ av förädling. Det är fantastisk vad mycket kunskap som finns om träden som står i fältförsöken. Allt från vilka föräldrar de har, vilka egenskaper de har och hur de ser ut. För projektet är den här informationen helt avgörande, säger Ove Nilsson.

Så fungerar somatisk embryogenes

Oregelbunden blomning är i dag ett problem inom skogsträdförädlingen. Foto: Elin Fries 

Genetikforskningen har gjort enorma framsteg de senaste decennierna och de nya metoderna är mycket billigare och snabbare. Barrträd är särskilt svåra att kartlägga då deras arvsmassa är så stor – minst sju gånger större än människans. Forskarna använder då så kallad ”shotgun- sekvensering”. DNA-strängarna slås sönder till mindre delar, innan de sekvenseras. Informationen matas in i datorerna som därefter jämför bitarna och räknar ut hur de ska sitta ihop. Under DNA-sekvenseringen får man svar på vilken ordning nukleotiderna (A,G,C och T) ligger, vilket är nyckeln till att hitta speciella egenskaper eller ärftliga sjukdomar hos träd. Arvsmassan är en organisms samtliga gener. Ett okänt genom kan liknas vid en bok skriven på ett främmande språk. Bokstäverna är bekanta men texten går ändå inte att läsa. För att illustrera mängden data gör Ove Nilsson en jämförelse.

– Om man jämför antalet nukleotider som vi analyserade under projektet 2013 med bokstäver, så skulle granens bokstäver räcka till en rad biblar som ställs pärm vid pärm mellan Stockholm och Uppsala!

Kortare generationsintervall

Att ändra egenskaper hos träd i sig är inget nytt, men det tar lång tid. Skogforsk som ansvarar för det nationella förädlingsprogrammet startade storskalig förädlingsverksamheten på 50-talet. I dag växer tredje generationens fröträd på plantagerna.

– I dag tar det omkring 20–30 år att ta fram en ny generation barrträd. Med den nya tekniken kommer vi kunna halvera generationsintervallet, förutsatt att vi kan få de unga träden att blomma tidigt, säger Mari Suontama.

Med andra ord kan det i framtiden gå fort att anpassa Skogforsks förädlingsprogram för att möta nya utmaningar.

Somatisk embryogenes – en risk och möjlighet

Projektet har än så länge löpt på som planerat och man väntar nu på de första resultaten. Men vilka potentiella utmaningar kan forskarna se?

– Vi har fortfarande en enorm teknisk utmaning att hantera dessa stora datamängder. Vi är helt säkra på att få en mycket bättre karta över arvsmassa än 2013. Men hur mycket bättre den blir vet vi inte, säger Ove.

En annan risk för projektet är bristen på kommersiella satsningar av somatisk embryogenes (SE). Somatisk embryogenes är en mikroförökningsmetod som gör det möjligt att snabbt massproducera värdefullt plantmaterial.

– Somatisk embryogenes skulle tillsammans med genetisk selektion snabbt kunna ge stora förädlingsvärden, säger Ove Nilsson.

– Somatisk embryogenes skulle tillsammans med genetisk selektion snabbt kunna ge stora förädlingsvärden, säger Ove Nilsson. Men det skulle också tillåta oss att bedriva ett mycket mer uthålligt och bättre anpassat skogsbruk då vi snabbt kan ställa om till nytt plantmaterial då nya sjukdomar eller förändrat klimat slår igenom.

Reportaget publicerades i Skogforsks tidning Vision3/2019

2019-11-04