Gener som skyddar gamla vetesorter mot sjukdom kartlagda och fria att utnyttja

Svartpricksjuka och mjöldagg är två betydande svampsjukdomar som kan ge stora skördesänkningar och försämrad kvalitet på det skördade vetet. Dessa sjukdomar har under lång tid kunnat kontrolleras med kemisk bekämpning, men när svamparna utvecklar nya varianter som inte påverkas fullt ut av bekämpningsmedlen uppstår problem. Dessutom finns ett ökat tryck på att minska mängden bekämpningsmedel i naturen. Odling av sorter som är resistenta mot dessa sjukdomar är ett hållbart alternativ.

Resistensgener hos höstvetesorter har kartlagts

För växtförädlare som vill förbättra vissa egenskaper hos en gröda, t.ex. motståndskraft mot sjukdomar, kan de genetiska resurser som finns hos genbanken Nordiskt Genresurscenter (NordGen) vara en mycket värdefull källa till genetisk variation. Nu har Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), NordGen, Lantmännen och andra partners i länder runt Östersjön kartlagt gener för resistens mot svartpricksjuka och mjöldagg i 175 historiska nordiska höstvetesorter och lantsorter från NordGens frösamling.

Flera sorter visade sig ha hög resistens mot sjukdomarna och genbanksmaterialet kan därmed användas som bas vid utveckling av nya moderna sorter med den efterfrågade resistensen. Kartläggningen, som är fritt tillgänglig för andra växtförädlare, gör genbanksmaterialet än mer användbart. Flera sorter var också resistenta i flera av länderna runt Östersjön, vilket gör materialet användbart för förädling i flera länder.

Gynnsamma genetiska varianter

För att kartlägga sorternas resistensegenskaper har alla 175 höstvetesorterna odlats i fält och bedömts manuellt för hur väl de stod emot smitta från de undersökta sjukdomarna. Så långt var metoden helt traditionell. Samtidigt genotypades alla sorterna, vilket innebär att varje sorts fullständiga DNA-kod togs fram. Detta går idag relativt snabbt och det är ganska billigt. Därefter måste forskarna ta reda på vilka av de genetiska variationerna som har betydelse för resistens hos sorterna. Med hjälp av statistiska metoder, där den genetiska informationen och resultaten från bedömningar i fält samkördes, fick forskarna fram så kallade genetiska markörer för resistens mot svartpricksjuka och mjöldagg. En genetisk markör är en bit DNA-kod som finns på en specifik känd plats i en specifik kromosom. I projektet hittade man flera tidigare okända markörer för resistens mot de två aktuella sjukdomarna.

– När vi nu har hittat dessa markörer för resistens mot svartpricksjuka och mjöldagg som vi vet är effektiva i Sverige och Östersjöregionen så kan förädlingsarbetet skyndas på ordentligt, säger Aakash Chawade, universitetslektor och forskare på SLU. De markörer som var kända sedan tidigare visste vi inte om de fungerade här. Nu vet vi vilka av de tidigare kända markörerna som fungerar med de svampraser vi har i denna region samtidigt som vi har hittat flera nya.

Genetiska markörer och datormodeller påskyndar förädlingen

Att ta fram nya sorter är traditionellt ett mycket dyrt och tidskrävande arbete som ofta tar minst tio år. När det finns kända markörer för en efterfrågad egenskap kan tiden kortas och kostnaden blir lägre. Traditionellt måste plantor odlas i fält, kanske ända till fullvuxet stadium, innan de kan bedömas för den efterfrågade egenskapen. Dessutom är det inte ens säkert att de miljöförhållanden uppstår som behövs för att egenskapen ska synas. Ett år med lite eller ingen smitta kan det vara svårt att se vilka sorter som håller sig friskare än andra. Med genetiska metoder kan förädlarna i stället genotypa alla plantor redan två veckor efter sådd och leta efter markörer för den efterfrågade egenskapen i arvsmassan – som ju är identisk i en ung och en fullvuxen planta. På så vis går det mycket snabbare att ta reda på vilka plantor som ska gallras ut. Växterna behöver inte heller ut i fält utan kan odlas i små krukor i växthus.

– För att ytterligare snabba på arbetet kan förädlarna använda datormodeller för att försöka förutspå om plantor i de olika förädlingsstegen har den önskade egenskapen. Detta utan att ens behöva testa dem. Vi testade detta i projektet och resultaten ser lovande ut. Det gör att det går mycket snabbare att bestämma vilka plantor förädlarna ska arbeta vidare med, säger Aakash Chawade.

Internationellt samarbete

Projektet ingår i ett långt internationellt samarbete mellan forskare och förädlingsfirmor i Sverige, Danmark, Estland och Litauen. Arbetet påskyndas genom att förädlingsmaterialet kan testas i flera länder samtidigt.

– Nu fortsätter vi vårt arbete på samma vis med att kartlägga resistensegenskaper för viktiga sjukdomar hos NordGens vårvete- och vårkornssorter. Alla resultat och metoder kan utnyttjas fritt av andra växtförädlare, berättar Aakash. De höstvetesorter som vi nyss har kartlagt för resistens mot svartpricksjuka och mjöldagg har vi tidigare kartlagt för torktolerans. Så nu vet vi vilka sorter som har hög resistens för alla dessa egenskaper.

Studien finansierades av SLU Grogrund och Research Council of Lithuania.

Kontaktperson

Aakash Chawade, universitetslektor
Institutionen för växtförädling
Sveriges lantbruksuniversitet, Alnarp
aakash.chawade@slu.se, +4640415328

Mer information

Den vetenskapliga artikeln om resistens mot svartpricksjuka och mjöldagg

Genome-Wide Association Analysis and Genomic Prediction for Adult-Plant Resistance to Septoria Tritici Blotch and Powdery Mildew in Winter Wheat. Front. Genet. 2021. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.661742

Tidigare artikel om torktolerans i samma höstvetesorter

Kumar, D., Kushwaha, S., Delvento, C., Liatukas, Ž., Vivekanand, V., Svensson, J. T., Henriksson, T., Gintaras, B., Chawade, A. (2020). Affordable Phenotyping of Winter Wheat under Field and Controlled Conditions for Drought Tolerance. Agronomy, 10(6), 882. https://doi.org/10.3390/agronomy10060882

Tidigare artikel om svartpricksjuka i samma höstvetesorter

Odilbekov, F., Armoniené, R., Koc, A., Svensson, J., & Chawade, A. (2019). GWAS-Assisted Genomic Prediction to Predict Resistance to Septoria Tritici Blotch in Nordic Winter Wheat at Seedling Stage. Frontiers in Genetics. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.01224

• Faktablad om svartpricksjuka
• Fusariumresistent vete med snabbare förädlingsmetod (SLU-nyhet 211205)
• Phenocave mäter tillväxten automatiskt i växtförsök (SLU-nyhet 211203)
• Mer om SLU Grogrund

Pressbild

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Klicka för högupplöst bild. Fotograf ska anges.)

Utvärdering i fält av sortmaterial från Nordgen, utfört i Svalöv 2019 av Lantmännen. Foto: Aakash Chawade