Endret klima – nye muligheter - Behov for sortsutvikling

1. Endret klima – nye muligheter- Behov for sortsutvikling Bjørn Mathisen Espen Haugland Odd Arne Rognli

2. Arbeidsgruppe oppnevnt av Nordnorsk Landbruksråd • Bjørn Mathisen, Bonde • Hanne Østerdal, Landbruksdirektør • Øystein Ballari, Bioforsk Nord • Espen Haugland, Bioforsk Nord • Mandat: Få satt igang arbeid med utvikling av klimatilpasset plantemateriale

3. Hvorfor? • Klimaendringene • De som allerede har skjedd • Det som kommer • Næringa merker allerede mangel på tilfredsstillende plantemateriale– hva med framtida?

4. Driftsmessige utfordringer • Mer nedbør • Våtere høstsesonger • Innhøstingsproblemer/nye høstemetoder? • Lengre og mildere vekstsesonger • Flere høstinger • Økt trafikk på åker/eng • Plantemateriale tilpassa det nordlige lyset, med god gjenvekst • Økt beiting • Beiteplanter som tåler tråkk • Beitetrykk • Rask gjenvekst • Godt næringsinnhold

5. Sentrale problemstillinger • Overvintring • Næringsinnhold • Bæreevne • Hva utløser avslutninga av vekstperioden? • Daglengde? • Temperatur?

7. Prosess • Møte i Bodø 21.10.08 • Deltakere: FMLA, Graminor, LMD, Forskningsrådet, UMB, Bioforsk, Norsk Landbruksrådgivning,Tine, NNL, Faglag • Enighet om behov for brei satsing på sortsutvikling! • Tenkeloft des. 08 i Tromsø • Arbeidsgruppe skal oppnevnes • Diverse telefonmøter i gruppa • Arbeidsmøte i Tromsø 18.06.09 • Prosjektsøknad 02.09.09

8. Genetisk og fysiologisk grunnlag for tilpasning av flerårige forvekster til et endret klima i Norge • Kunnskapen skal bidra til å utnytte mulighetene for økt biomasseproduksjon og samtidig beholde overvintringsegenskapene til artene • Timotei, rødkløver, raigras/raisvingel og luserne

9. Problemstillinger • Bruk av modeller til å identifisere egenskaper som er viktige for avlingsnivå og overvintring under framtidige klimascenarier • Utvikle metodikk for å måle engvekstenes tåleevne overfor fysiske stressfaktorer som følge av en forlenget vekstssesong

10. Forts. problemstillinger • Klarlegge genetisk basis for engvekstenes evne til herding og avherding i løpet av vinteren • Finne markører for eventuelle genetiske endringer foredlingsmaterialet får når det utsettes for ulike driftsregimer og klimavilkår • Finne plantemateriale som har bedre resistens mot plantesykdommer som antas å få større utbredelse under endra klimavilkår

11. Organisering • Prosjekteier: Bioforsk • Prosjektleder: Odd Arne Rognli, UMB • Samarbeidsparter: UMB, Graminor AS, Agricultural University of Krakow, Bioforsk • Hokkaido University, Japan • Aarhus University, Danmark • Iowa State University, USA • MTT Agrifood Research, Finland • Prosjektperiode: 4 år, totalt 19 mill. kr

12. Arbeidspakke 1 (WP1)Leder : M. Høglind, Bioforsk Modellering: Kan vi forutsi hvilke egenskaper og kombinasjon av egenskaper sortene bør ha for å være tilpasset framtidig klima vha modellering? • Utnyttte modeller utvikla i forskningsprogrammet WINSUR • Fokus på toleranse mot skader av frost, is og overvann • Modellering kun for timotei og flerårig raigras, kanskje raisvingel (finnes ikke modeller for engbelgvekster)

13. Arbeidspakke 2 (WP2)Leder: L. Østrem, Bioforsk Prebreeding (utvikling av foredlingsmaterialer) Vi påstår at genetisk variasjon i eksisterende foredlingsmateriale av disse artene ikke er store nok til å tilfredsstille fremtididge endringer i klima og driftspress Kryssing av foredlingsmaterialer og naturlig seleksjon/driftspress basert på feltforsøk ulike steder i Norge • Timotei: utvikle plantemateriale som tåler flere høstinger, dvs har tidligere vekst og mer gjenvekst uten å minske overvintringsevne, spesielt viktig i Nord-Norge • Raigras/raisvingel: bedre klimatilpasning; fokus på vekstavlsutning og herding/avherding/reherding • Rødkløver: forbedre frøprodukdjon, tidligere blomstring • Luserne: foredlingspopulasjoner legges ut i forsøk flere steder i Norge, naturlig seleksjon • Feltforsøk hos iternasjonale partnerne for å få informasjon om resistens mot bladsykdommer (WP6)

14. Arbeidspakkke 3 (WP3)Leder: Å. Karlsen, Bioforsk Overvintringsevne i en forlenget vekstsesong Høyere temperaturer høst og vinter kombinert med kort dag utgjør en ny type overvintringsstress, spesielt i nord. Vi vil undersøke om de fysiologiske mekanismene hos plantene er fleksible nok til å møte disse nye utfordringene. • Målinger av tilpasning og effektivitet av fotosyntesen både i feltforsøk og i forsøk i klimarom (klorofyllfluorescens) • Korrelere fotosyntesemålinger med frost og isdekketester; utvikle /teste ny seleksjonsmetodikk (klorofyllfluorescens) • Måle fysiologiske effekter av overvann (kontrollerte forsøk) • Måle fordeling og sammensetning av karbohydrater under frost og isdekke • Implementere klorofyllfluorescens som teknikk ved Bioforsk Nord

15. Arbeidspakke 4 (WP4)Leder: M. Høglind, Bioforsk Herding/avherding/reherding – grunnleggende fysiologiske og molekylære mekanismer Ustabile vintre med gjentatte fryse/tine episoder føre til mer direkte frost på plantene. Vi trenger sorter som kan reagere raskt mht herding og reherding etter mildværsperioder. • 4-5 forsøk med ulike temperaturer og naturlig daglengde for å identifisere plantematerialer som er robust mht reherding • Vil også se på utslag av gjentatte episoder med avherding/reherding • Fysiologiske og molekylære reaksjoner hos plantene vil bli målt vha overlevelsestester, klorofyllfluorescens og uttrykkav gener som vi vet er involvert i disse prosessene

16. Arbeidspakke 5 (WP5)Leder: O.A. Rognli, UMB Identifisere genetiske markører som er koblet til overvintringsevne under ulike driftsregimer og naturlig seleksjon. Seleksjon som følge av konkurranse, driftspress og overvintringsstress er meget sterk i grasmark. Endringer i plantesammensetning og frekvens av genetiske markører kan benyttes til å utvikle ny og raskere foredlingsmetodikk • Innsamling og genotyping av ovelevende planter fra forsøkene med foredlingsmaterialer (WP2) • Følge frekvens av genetiske markører over år ved ulike driftspress og i ulike klima • Internasjonalt samarbeid

17. Arbeidspakke 6 (WP6)Leder: A.M. Tronsmo, UMB Sykdomsresistens i framtidig klima I et mildere klima vil vi kunne dyrke raigras/raisvingel i mye større omfang, men disse artene er svake mot overvintringssopp. Rødkløver går ut pga dårlig motstandsevne mot Fusarium rotråte og Sclerotinia råte. Soppsykdommer som i dag er et problem lenger sør men ikke hos oss, vil spre seg nordover når klimaet blir mildere • Fosøk med smitting av foredlingmaterialet av raigras/raisvingel med snømugg • Studere infeksjon og skade i planter som både er kuldeherdet og ikke kuldeherdet vha ulike avanserte teknikker • Studier av Fusarium infeksjon og resistens i rødkløver på hele planter • Observasjoner av resistens mot nye sørlige soppsykdommer vil bli gjort i de internasjonele feltforsøkene

18. Sortsutvikling – brua til framtidas muligheter!