Bevillingsoversigt 2023 - Spor 2 Præforædling
Frøafgiftsfonden har for bevillingsåret givet tilsagn om tilskud til 12 projekter.
| 1.000 kr. | ||
| Aarhus Universitet i alt | 7.594 | |
| Forskning og forsøg | ||
| 1 | Accelerating disease resistance breeding for black rust in perennial ryegrass | 2.000 |
| 2 | Speed breeding to accelerate generation advance in perennial ryegrass | 1.525 |
| 3 | Accelerating Climate Resilient Grass Breeding by Applying Hybrid Breeding | 1.450 |
| 4 | Frøgivende evne i moderne højtydende græssorter | 773 |
| 5 | Mark fænotyping af græs og græsblandinger | 758 |
| 6 | Frøudbytte og insektresistens i hvidkløver | 710 |
| 7 | Kompetenceopbygning frøgivende evne i græsser | 378 |
| Københavns Universitet i alt | 4.200 | |
| Forskning og forsøg | ||
| Rodudvikling i græsmarksbælgplanter – screening for fremtidige robuste sorter | 1.000 | |
| 4 | Metoder til effektiv rodscreening af græsser i markforsøg | 1.000 |
| 5 | Carbon sequestration in mixtures | 1.000 |
| 6 | Øget kulstoflagring med græsmarksplanter | 1.200 |
| Spor 2 i alt | 11.794 | |
1. Accelerating disease resistance breeding for black rust in perennial ryegrass / Aarhus universitet
Projektet har fire mål knyttet til fire arbejdspakker: Identifikation af isolater til fænotypning for resistens, nye screeningsmetoder, nye modeller for forædlingsværdi og identifikation af gener knyttet til resistens.
Projektet omfatter følgende aktiviteter: 1) Undersøgelse af genetisk diversitet, markørudvikling og sortrustresistens på artsniveau i dyrkede græsser. Etablering af en samling af isolater af forskellig oprindelse, udvikling af molekylære markører for karakterisering af disse samt undersøgelse af værtsbarrierer inden for dyrkede græsser. 2) Udvikling af metoder til fænotypning for holdbar resistens i rajgræs og betydningen af klimaforandringer for sygdomsudvikling. Undersøgelse af resistensspecificitet i rajgræslinjer fra DLF samt betydningen af temperatur, væksttrin og smittetryk for sygdomsudvikling. 3) Udvikling af en ny genetisk algoritme til at identificere den bedste kombination af krydsningsforældre til udvikling af nye sorter, samt 4) Identifikation af gener i rajgræs, som kan anvendes til markør-assisteret selektion med henblik på at udvikle nye rajgræssorter med forbedret stængelrust resistens.
Projektet vil gøre det muligt at udvikle nye sorter med forbedret sortrustresistens.
2. Speed breeding to accelerate generation advance in perennial ryegrass / Aarhus Universitet
Genetisk variation er en forudsætning for forædlingsmæssig fremgang ved selektion. Selektionsintensitet, selektionssikkerhed og generationsintervallets længde er de bestemmende faktorer for effekten af selektionen i et forædlingsprogram, hvor forædlingsfremgangen per tidsenhed er omvendt proportional med generationsintervallets længde.
Speed Breeding er en forholdsvis ny forædlingsmetode der har reduceret generationsintervallet for mange enårige afgrøder ved at optimere lys- og temperaturforholdene i et drivhus. For mange enårige afgrøder har man ved hjælp af Speed Breeding reduceret generationsintervallet så man kan opnå helt op til 4-7 generationer per år. Omvendt så er generationsintervallet for flerårige afgrøder oftest begrænset til en generation per år, fordi flerårige afgrøder kræver 6-10 uger ved lave temperaturer (vernalisering) før de kan blomstre og sætte frø, hvilket reducerer generationsintervallet og dermed den forædlingsmæssige fremgang ved selektion. Et nyt studie baseret på vinterhvede og vinterbyg har for nylig vist, at det er muligt at implementere Speed Breeding i vinterafgrøder (Cha et al., 2022). Studiet viste, at man ved hjælp af Speed Vernalization kombineret med Speed Breeding kan reducere generationsintervallet i de to vinterafgrøder, og at det derved er muligt at opnå helt op til 5 generationer per år i de to arter.
Formålet med projektet er at udvikle og implementere Speed Breeding protokoller for flerårige græsser. Projektet har tre overordnede aktiviteter: (i) udvikling af Speed Breeding protokoller for flerårig rajgræs; (ii) reducere generationsintervallet for flerårig rajgræs, og dermed og dermed den forædlingsmæssige fremgang ved selektion; og (iii) teste Speed Breeding protokollen i flerårig rajgræssorter med forskellige vernaliseringskrav.
Effekten af projektet vil være en reduktion af generationsintervallets længde og dermed en forbedret forædlingsmæssig fremgang ved selektion med henblik på at udvikle nye sorter med forbedrede egenskaber til gavn for dansk landbrug.
3. Accelerating Climate Resilient Grass Breeding by Applying Hybrid Breeding / Aarhus Universitet
Formålet med projektet er at udvikle et hybridforædlingsprogram for rajgræs. I hybridforædling udnyttes det princip, at krydsning af indavlslinjer i den første krydsningsgeneration giver en stor produktionsevne, den såkaldte krydsningsfrodighed (heterosis). Rajgræs kan reproduktionsmæssigt sammenlignes med rug, hvor der over årene er blevet udviklet hybridsorter, der har op til 30% højere udbytte sammenlignet med konventionelle sorter.
Selv en udbyttefremgang på 10% vil kunne sikre en konkurrencedygtig dansk frøgræsproduktion på to fronter: (i) Sorter med højere biomasseudbytte vil kunne erobre globale markedsandele; (ii) Sorter med højere frøudbytte vil sikre lønsom og priseffektiv produktion for frøavlere og producenter.
Projektet har tre overordnede mål: (i) Udvikling af genetiske redskaber til at implementere hybridforædling i rajgræs; (ii) Udvikling af udgangsmateriale til hybridsorter; (iii) Kompetenceopbygning - herunder uddannelse af fremtidens planteforædlere indenfor hybridforædling. De forskningsmæssige aktiviteter vil sigte mod at løse nogle af de største udfordringer forbundet med implementering af hybridforædling i rajgræs; indavlsdepression, selv-inkompatibilitet og udvikling af heterotiske grupper.
Udvikling af et rajgræs-hybridforædlingsprogram er en stor satsning, og nøglen til succes ligger dels i at anvende et tilstrækkeligt stort udgangsmateriale, dels i at kunne dechifrere de genetiske komponenter, der styrer selvinkompatibilitet.
4. Frøgivende evne i moderne højtydende græssorter / Aarhus universitet
De højest prioriterede forædlingsparametre i foder- og plænegræs vedrører den vegetative vækst (høj biomasse produktion, høj fordøjelighed, skudtæthed, farve), men den økonomiske udbredelse af en ny sort er betinget af en rentabel frøproduktion. I et PhD-projekt fra 2016 (Simon Abel) identificeres parametre som ensartethed i blomstring, antal småaks pr. frøstand, antal frø pr. småaks, ensartethed i frøstørrelse inden for småaks, som parametre af betydning for den frøgivende evne. Disse parametre er overvejende under indflydelse af plantens genetik - frem for dyrkningsforhold. Dertil kommer egenskaben "dryssefasthed". I de forædlede kornsorter er den genetiske baggrund for dryssefasthed identificeret. Det er ikke tilfældet for frøgræsser, men i ovennævnte PhD-projekt blev 520 genotyper karakteriseret for blomstrings- og modenhedsegenskaber og hér fandt man forskel i de enkelte genotypers tendens til frøspild.
I projektet vil der blive karakteriseret ca. 500 genotyper for egenskaber af betydning for frøgivende evne - herunder dryssefasthed. Ved QGG-AU-Flakkebjerg identificeres gener, der er associeret med frøgivende evne (dryssefasthed og andre udbyttedannende komponenter) baseret på registrering af planternes udvikling fra blomstring og frem til høst. AGRO vil stå for planteetablering, vedligehold; fænotypning og karakterisering af udbyttedannende komponenter, beregning og validering af udbyttekomponenternes bidrag til udbyttet. I projektets sidste år gennemføres en validering på afgrødeniveau.
Projektets mål er at identificere egenskaber af betydning for frøgivende evne i moderne sorter, og at bestemme genom-områder, hvor DNA-polymorfier korrelerer med dryssefasthed og andre udbyttekomponenter. Det overordnede mål er at give forædlerne bedre muligheder for at selektere for frøgivende evne.
5. Markfænotyping af græs og græsblandinger / Aarhus universitet
Projektets formål er fortsat at udvikle en metode til bestemmelse af forskellige fænotypiske træk af rene græsser og græsblandinger ved brug af LIDAR- og RGB-sensorer for at optimere forædlingen.
Vi har montere t LIDAR og RGB sensorer på robot og fortsætter dataindsamling i parceller. Målet er igen at køre i minimum 1000 parceller. Vi fortsætter udviklingen af klassifikationsmodeller som har til formål at skelne eller samle linjer / planter og regressionsmodeller baseret på sensordata og bedømmelser foretaget af forædlere fra DLF.
Effekterne er relateret til opsamling af data, som kan give flere informationer relateret til forskelle og ligheder mellem linjer og planter. Vi forventer med sensordata at finde forskelle og/eller ligheder, som ikke er muligt med traditionelle bedømmelser, og forventer også at kunne udvikle regressionsmodeller baseret på bedømmelser foretaget af forædlerne og sensordata.
6. Frøudbytte og insektresistens i hvidkløver / Aarhus universitet
Efter en periode med stigende frøudbytter i hvidkløver er gennemsnitsudbytterne i Danmark stagneret. En væsentlig trussel med hvidkløverfrøavlen i Danmark er skadedyr, hvor især kløverhovedgnaveren (Hypera meles) er stærkt tabsvoldende, og hvor det indtil videre ikke er lykkedes at finde effektive bekæmpelsesmetoder. Projektets formål er identificere selektionskriterier for højere frøudbyttepotentiale og insektresistens i hvidkløver.
Projektet er opdelt i tre arbejdspakker som vedrører 1. Undersøgelse af udbyttedannende komponenter og variation af frøudbyttepotentiale inden for sorter/populationer af hvidkløver. 2. Screening af hvidkløvers tolerance/resistens mod skadedyr og variationen af denne inden for sorter/populationer. 3. Undersøgelse af insekt tolerance/resistens i hybrider mellem hvidkløver og andre kløverarter.
7. Kompetenceopbygning frøgivende evne i græsser / Aarhus universitet
Projektets overordnede formål er at give forædlerne bedre muligheder for at selektere for høj frøgivende evne i græsser.
Projektets mål er at tilvejebringe viden om udnyttelsen af de udbyttedannende komponenter i frøgræs og at undersøge om der kan beskrives en ideal struktur for de reproduktive organer i frøgræs. Målet er at gennemføre et PhD-projekt som skal bidrage til en kompetenceopbygning inden for fysiologi, agronomi og planteforædling.
Ved Aarhus Universitet (AU) er der gennem en række år arbejdet med karakterisering af udbyttedannende komponenter i frøgræs, og der er udarbejdet et review, som redegør for de enkelte parametres afhængig af genetisk baggrund og dyrkningsforhold (Boelt og Studer, 2010). Som opfølgning på dette blev der i 2016 igangsat et PhD-projekt, hvis resultater viste, at mange småaks pr. frøstand er en vigtig parameter for opnåelse af et højt frøudbytte, men det er i høj grad også vigtigt, at alle frøanlæg bliver bestøvet inden for relativt kort tid. Arbejdet er publiceret i PhD-afhandlingen Abel, S. (2016). Et småaks udvikler typisk 6-9 frø, men vores beregninger viser, at ofte indgår kun 2-4 af disse i den høstede vare.
De forsøgsspørgsmål, som ønskes besvaret er:
• Hvad er de mest betydende selektionsparametre for et højt frøudbytte i frøgræs?
• Findes der et optimalt antal frøanlæg pr. småaks for en frøstand med højt udbyttepotentiale?
• Varierer ressourceallokering i en frøstand/et småaks med antallet af frøanlæg?
• Varierer frøenes ensartethed (blomstring/modenhed; vægt og størrelse) med antallet af frøanlæg i småaks?
• Varierer frøenes ensartethed (blomstring/modenhed; vægt og størrelse) med antallet af småaks pr. frøstand?
8. Rodudvikling i græsmarksbælgplanter – screening for fremtidige robuste sorter / Københavns universitet
Projektets formål er at fremme fremtidig forædling af robuste, klima- og miljøvenlige græsmarksbælgplanter gennem viden om sortsforskelle i rodvækst og funktion. Målet er således at styrke præforædling, hvor sorter af græsmarksbælgplanter screenes for forskelle i rodvækst og –funktion, for at understøtte fremtidig forædling af mere robuste sorter. Et yderligere mål er at bestemme effekten på rodudviklingen ved samdyrkning med forskellige græsser.
Projektet er delt i tre arbejdspakker, hvor rodudvikling og -funktion undersøges i tre forskellige systemer varierende i tid og skala. I arbejdspakke 1, bliver sorter af græsmarksbælgplanterne rødkløver, hvidkløver og lucerne screenet for forskelle i roddybde og –forgrening samt rodudvikling over tid. Screeningen vil foregå i 1.5 m høje rhizotroner for at klarlægge variationen i disse parametre og sammenhængen med overjordiske parametre som bladareal, biomasse og proteinindhold. I flerårige planter er ikke kun første års rodudvikling vigtig, men også væksten de efterfølgende år. I arbejdspakke 2, vil græsmarksbælgplanterne derfor ligeledes blive screenet i marken over to år. Rodudviklingen vil blive fulgt gennem billedtagning i minirhizotronrør. Samtidig vil muligheden for at anvende traceroptag som screeningsmetode blive undersøgt. Overjordiske parametre som biomasse, bladareal og proteinindhold vil ligeledes blive bestemt. Endelig vil arbejdspakke 3 fokusere på rodudvikling af græsmarksbælgplanter, der bliver dyrket sammen med græsser med forskellig roddybde i rodtårne der muliggør både at følge rodvæksten detaljeret visuelt og ved hjælp af tracere. Samdyrkning påvirker planternes rodudvikling og ressourceoptag og har derfor stor betydning for planternes robusthed og udnyttelse af tilgængelige ressourcer.
De kortsigtede effekter af projektet vil være levering af viden, der vil lede til forædling af sorter af græsmarksbælgplanter, der via rodsystemet er tilpassede til, og er mere robuste over for, klimaforandringer. Dette vil på lang sigt føre til højere og stabile frø, biomasse- og proteinudbytter fra nye forædlede sorter.
9. Metoder til effektiv rodscreening af græsser i markforsøg / Københavns universitet
Projektets formål er at udvikle metoder til markscreening for rodvækst. Eksisterende metoder til rodscreening er dyre at bruge og ikke egnede til at måle på afgrøder under realistiske vækstforhold. Vi vil derfor udvikle metoder til rodscreening som kan gennemføres i almindelige markforsøg med græsser.
Aktiviteter: I projektet vil vi afprøve og videreudvikle metoder til screening for rodeffektivitet på græsser dyrket i markparceller. Vi vil udnytte resultater fra de seneste års studier af rodvækst af græsser i RadiMax rodscreeningsanlægget til at vælge arter og sorter af græsser med forskellig rodvækst, som vi kan bruge til at teste metoder i marken. Vi vil afprøve et antal metoder, som har potentiale til at vise forskelle i rodfunktion, der kan måles lettere og billigere end egentlige rodmålinger. Udfordringen er at finde metoder der giver tilstrækkelig målesikkerhed, sådan at små forskelle imellem genotyper kan måles. I 2022 har vi anlagt nye forsøg på KUs forsøgsarealer, som vil blive brugt til intensive studier i 2023 og 2024. Vi vil især teste og udvikle metoder baseret på sporstoffer, hvor vi måler på naturlig berigelse (især 13C, men også 2H og 18O), tilfører isotopmærkede sporstoffer og måler på deres optagelse (f.eks. 2H mærket vand og 15N), eller udnytter at forskelle i rodvækst kan give en naturlig variation i indholdet af nogen sporstoffer som har særlig høj tilgængelighed i dybe jordlag. Andre potentielle metoder vil blive testet i mindre omfang. I 2022 har vi i stort omfang udnyttet eksisterende forsøg hos DLF, som kan bidrage især til måling af naturlig berigelse med isotoper og sporstoffer. Dette arbejde vil fortsætte i 2023-24, dog i mindre omfang da der vil være mere fokus på forsøget på KU.
Effekter: Med det store fokus på miljø og klimaforandringer, bliver forbedret rodvækst en vigtig konkurrenceparameter for salg af græsfrø. Projektet skal udvikle metoder der kan anvendes direkte i græsforædlingen og sikre at der kan forædles effektivt for forbedret rodvækst, og at forbedringerne kan dokumenteres med målinger.
10. Carbon sequestration in mixtures / Københavns universitet
Formålet er at udvikle modstandsdygtige foderblandinger der kan lagre kulstof i jorden. Vi vil identificere bidraget fra forskellige blandinger og individuelle blandingskomponenter til jordbundens kulstof-pulje, dens persistens og nedbrydning. Således vil vi belyse om det vil kræve større diversitet af afgrødekomponenter, specifikke afgrødekomponenter eller eventuelt en kombination af begge for at forbedre kulstoflagringen fra blandinger. Vi vil dyrke en gradient af blandinger af forskellige afgrøder og rene afgrøder.
For blandingerne og de rene afgrøder/varianter vil vi fokusere på tre specifikke aktiviteter:
1. et forsøg med isotopmærkning for at vurdere frigivelsen af kulstof fra rødder, og om dette kulstof ender i stabile fraktioner af organisk materiale i jorden.
2. en laboratorieundersøgelse for at vurdere røddernes kemiske sammensætning og deres nedbrydningshastighed
3. en markundersøgelse for at vurdere, om blandinger med stor diversitet kan frigive kulstof dybere i jordprofilen, hvor den lavere forekomst af nedbrydere kan forsinke nedbrydningen. Desuden vil vi teste renbestande afgrøderne for at forstå, om en bestemt blandingskomponent er vigtigere end andre.
Denne fremgangsmåde sikrer, at der indsamles data af høj kvalitet i forskellige skalaer og opløsninger. Ud over specifikke målinger i forbindelse med hver enkelt aktivitet omfatter indsamlingen af data bl.a. overfladisk biomasse og koncentrationer af plantekulstof, rodlængde, roddiameterklasser og rodbiomasse i jordprofilen. Ved at gennemføre disse aktiviteter vil projektet hjælpe os med at afgøre,
1. om blandinger med større biomassediversitet har potentiale til at lagre mere kulstof i jorden og/eller underjorden, og
2. om specifikke afgrødekomponenter kan være vigtige i lagringen.
Disse oplysninger skal tjene som en vejledning i udviklingen af blandinger med et forbedret kulstof-oplagringspotentiale og til at forstå, hvilke afgrødekomponenter der først og fremmest bør fokuseres på for at forædle med henblik på forbedret kulstoflagring.
11. Øget kulstoflagring med græsmarksplanter / Københavns universitet
Projektets formål er at udvikle undersøge artsforskelle imellem græsmarksplanter i kulstoflagring i rodsystemerne, og at udvikle effektive screeningsmetoder der muliggør inddragelse af rod-C dannelse i planteforædlingen. Der findes ikke pt. findes egnede metoder. Vi vil bl.a. udnytte rodbilleder fra RadiMax til at teste for sortsforskelle i dyb rod-C lagring
Aktiviteter: Vi vil undersøge forskelle i rod-C dannelse mellem arter af græsmarksplanter, både alm. dyrkede og alternativer som cikorie og vejbred. Samtidig vil vi udvikle screeningsmetoder, så øget rod-C dannelse kan indgå som en parameter i planteforædlingen. I 2023 vil vi anlægge markforsøg på KU som bruges til målinger på etablerede græsmarksplanter i 2024-25. I 2023 vil vi udvikle billedanalysen på eksisterende rodbilleder fra RadiMax forsøg, til at give realistiske estimater for rodbiomasse. I nye forsøg i RadiMax (RadiBooster projekt) vil vi udvikle metode til at måle rodtilvækst over kortere perioder, så rodvækstdynamik kan studeres. Dette arbejde fortsættes i 2024 med data fra projekt Klimaprotein. Flere potentielle metoder til screening for rod-C dannelse hos flerårige afgrøder testes, startende i 2023. Det er bl.a. metode til screening for relationen mellem løbende skud og rod-C dannelse som vi har lavet indledende tests med i projektet Græsrodssystemer, og en metode hvor planterne dyrkes i rodrør, hvor der er indlagt C fri lag. Efterfølgende vil indholdet af C i disse lag bruges som mål for rod-C. Endelig tester vi isotopmærkningsmetoder, især korttidsmærkning med 13C. Den metode vil vi især arbejde med i 2024 og 2025, også i studierne til artssammenligning.
Effekter: Med krav om reduceret udledning af drivhusgasser, kan evnen til at lagre C i jorden blive en vigtig konkurrenceparameter for salg af frø af græsmarksplanter. Øget viden om forskelle mellem relevante arter kan bruges til at vælge de mest effektive arter og blandinger. Med metoder til at inddrage rod-C dannelse i forædlingen, kan der udvikles bedre sorter med dokumenteret effekt.