SLU-nyhet

Billig teknik ger kunskap om framtidens höstvete

Publicerad: 04 februari 2021
Mätvagn i fält. Foto.

Torktålighet hos höstvete blir viktigare i ett förändrat klimat. Att hitta torktåligt material att förädla ifrån är dock tidskrävande och dyrt. Därför har forskare på SLU med partners utvecklat en kostnadseffektiv metod med automatiserad bedömning av växters egenskaper baserat på billiga kameror.

2018 drabbades Sverige av extrem värme och torka med drastiskt sänkta höstveteskördar som följd. Torktålighet har inte varit ett förädlingsmål i norra Europa och därför är denna egenskap relativt outforskad hos svenskodlade sorter. Forskarna har utvärderat torktåligheten under naturlig torka i Sverige (2018) och Litauen (2019). 142 gamla nordiska höstvetesorter och lantsorter från Nordiskt Genresurscenters (NordGen) frösamling ingick. Forskare på SLU har visat att billiga kameror är kostnadseffektiva att välja ut de sorter som har intressanta egenskaper för vidare förädling avseende torktålighet.

- Materialet som finns hos NordGen är en värdefull källa till genetisk mångfald och kan användas i förädlingsprogram. Resultaten från vår studie visar att höstvetesorterna från NordGens genbank har en bra diversitet för både torkstress och motståndskraft mot sjukdomar, säger Aakash Chawade, universitetslektor och forskare på Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och författare till studien.

Automatiserad utvärdering

Arbetet med att fastställa det genetiska materialets egenskaper sker traditionellt helt manuellt, något som är både tidskrävande och dyrt. Det utförs under en väldigt koncentrerad fältperiod och det är brist på erfaren personal. Dessutom finns alltid risken att bedömningarna kan skilja mellan olika personer. Det finns en del automatiserad mätutrustning, men den är oftast dyr och är många gånger känslig för omgivande faktorer såsom växlande ljus. Därför undersökte forskarna om det gick att bygga egen och prisvärd mätteknik för automatiserad utvärdering av plantorna.

Forskarna använde kameror i konsumentklass och en enkel dator med enbart de nödvändigaste komponenterna som monterades på en manuellt framförd hjulburen stålkonstruktion. Det fungerade väl och slutsatsen är att kameror i konsumentklass kan användas som viktiga huvudkomponenter i kostnadseffektiva metoder för att karaktärisera sorter för deras torktålighet. Flera olika sensorer kan dessutom användas samtidigt för bedömning av olika egenskaper.

- Utrustningen är billigare än många andra automatiserade system. Tanken är att vem som helst ska kunna bygga utrustningen och använda systemet. Flera exemplar har nu byggts och används i Baltikum. Den svenska mätvagnen använder vi nu vidare för att utvärdera andra egenskaper såsom motståndskraft mot sjukdomar, säger Aakash Chawade.

Snabbväxande frodiga bestånd är torktåliga

Resultaten visar att det under fältförhållande finns ett samband mellan torktålighet och relativ tillväxttakt, växtbiomassa respektive vissa våglängder (NDVI). En hög relativ tillväxttakt, växtbiomassa eller NDVI tyder alltså på en torktålig sort. Resultaten beräknades med bildanalys.

Samma 142 sorter odlades också i odlingskammare med kontrollerad miljö i SLU Alnarps Biotron. Där fann man ett samband mellan antalet rötter hos unga plantor och de fullvuxna plantornas torktolerans i fält. Det betyder att man kan göra tester på rötter i odlingskammare istället för på fält.Det är bra eftersom rotstudier i fält är besvärliga att utföra och det dessutom inte är torka varje år.

Studien gjordes i nära samarbete mellan SLU och andra partners och visar på vikten av kunskapsutbyte mellan akademi, industri och andra intressenter för att nå hållbara utvecklingsmål. I pågående projekt tittar man också på olika sorter av vårvete och vårkorn i nära samarbete med flera partners i Norden och Baltikum. Detta främjar användningen av genbanksmaterial i förädlingsprogram och stärker samarbetet mellan grannländerna.

- För bästa användning av materialet från genbanken är det väldigt viktigt att all information som samlas in om genbankens material görs fritt tillgängligt och samlas hos NordGen så att det även fortsättningsvis kan komma förädlingen i regionen tillgodo, säger Aakash Chawade.

Forskarna fortsätter nu i ytterligare två år inom projektet med att vidareutveckla och utvärdera flera nya automatiserade utvärderingsmetoder i större skala.

Fakta:

Studien utfördes inom projektet ”Utveckling av metoder för automatiserad fenotypning för förädling av vete och sockerbetor” sker inom ramen för SLU Grogrund” och utförs i samarbete med Lantmännen Lantbruk och MariboHilleshög.

Studien finansierades av: SLU Grogrund, Lantmännens forskningsstiftelse, Nordiska ministerrådet, NordForsk och Einar Nilssons stiftelse.

Läs mer i den vetenskapliga artikeln: "Affordable Phenotyping of Winter Wheat under Field and Controlled Conditions for Drought Tolerance"

Eller lyssna i podden, från Shaping our food, på avsnittet om Metoder och tekniker i växtförädlingen, där forskarna beskriver sitt arbete med nya digitala automatiserade metoder i växtförädlingen.

Sidansvarig: lena.johnson@slu.se