Rybs, en flexibel och tålig oljegröda för Sverige

Insamling och karaktärisering av vårrybs från olika nationella och internationella källor har genererat en genetiskt väl karaktäriserad vårrybspopulation om 188 accessioner, vilket utgör en resurs för fortsatt vårrybsförädling.

Vårrybssorter från det svenska växtförädlingsprogrammet uppvisade liten variation, vilket begränsar möjligheterna till förbättring genom växtförädling med endast dessa sorter. Den stora skillnaden som påvisades mellan de skandinaviska rybssorterna och rybs från Asien, samt vilda och lantsorter av rybs, innebär däremot stora möjligheter för rybsförädlingen.

Traditionella växtförädlingsmetoder, inklusive korsningsförädling, fältförsök, växthus- och biotronbaserade experiment, screening av sjukdomsresistens samt analyser av frökvalitet, integrerades med utveckling och optimering av molekylära verktyg för förbättring av rybs.  Genotypning genom sekvensering (GBS, genotyping-by-sequencing) användes för att utveckla SNP markörer (enkelnukleotidpolymorfier) för genomvida associationsstudier (GWAS) och genomisk prediktion, vilket möjliggjorde skattning av genomiskt uppskattade förädlingsvärden (GEBV) för målegenskaper.  Transkriptomanalyser (RNA-sekvensering) genomfördes också och gav ytterligare resurser, inklusive SNP-markörer och differentiellt uttryckta gener kopplade till egenskaper såsom tidig blomning.

GWAS, baserade på fältförsök i södra och norra Sverige, identifierade mer än sextio SNP-markörer associerade med åtta avkastningsrelaterade egenskaper, däribland blomnings- och mognadstid, drösfasthet, planthöjd, tusenkornsvikt och fröavkastning. Utvalda SNP:er kan omvandlas till robusta molekylära markörer för att stödja markörassisterad förädling och därmed påskynda förbättringen av rybs. Gener som styr blomningstid identifierades, vilket skapar möjligheter att öka avkastningen under de långdagsförhållanden som kännetecknar norra Sverige. Dessutom påvisades partiell resistens mot bomullsmögel (Sclerotinia stem rot) genom screening av den insamlade rybspopulationen, vilket visar på potentialen av denna genetiska resurs som källa till värdefulla egenskaper för framtida förbättring av grödan.

Slutsatser

Under projektets fem år samlade och karakteriserade rybsprojektet ett stort rybsmaterial, identifierade kandidatgener och molekylära markörer associerade med viktiga egenskaper  hos vårrybs samt genererade ny kunskap, molekylära resurser och metodologiska framsteg som stöd för framtida förbättringar av förädlingen av vårrybs.

Dessa framsteg möjliggjordes genom ett framgångsrikt samarbete mellan akademiska forskare och det nationella programmet för vårrybsförädling.

En uppväxling av det nuvarande förädlingsprogrammet genom implementering av projektets resultat, inklusive markörassisterad selektion och genomisk selektion, skulle på lång sikt förbättra möjligheterna att utveckla robusta och högavkastande vårrybssorter för odling i norra Sverige.

Utfall

Praktisk forskningsträning

Flera studenter har varit verksamma under projektets gång: Ferdi Agil, (Erasmusstudent från Turkiet under 8 månader); Inez Falk, (BSc-student under 6 månader); och Mathieu Bernardini, (MSc-student under 6 månader).

Mastersarbete

Genomic and Transcriptomic Insights into the Adaptability of Turnip Rape (Brassica rapa subsp. oleifera) av Mathieu Bernardini, University of Grenoble Alpes, Frankrike, (2023).

Publikationer

Geleta, M., Sundaramoorthy, J., & Carlsson, A. S. (2024). SeqSNP-Based Targeted GBS Provides Insight into the Genetic Relationships among Global Collections of Brassica rapa ssp. oleifera (Turnip Rape). Genes, 15(9), 1187.

Alemu, A., Sundaramoorthy, J., Abreha, K. B., Enyew, M., Geleta, M., & Carlsson, A. S. (2024). Developing genomic tools to assist turnip rape [Brassica rapa (L.) subsp. oleifera (DC.) Metzg.] breeding. Frontiers in Genetics, 15, 1435474.

Fortsatt forskning

Forskare som medverkat i projektet har fått beviljade medel för projektrelevanta aktiviteter från andra finansieringskällor:

Turnip-rape breeding for improving resistance to Sclerotinia sclerotiorum. KSLA, 150 000 SEK, Kibrom Abreha (2021).

Development of an improved spring turnip rape cultivar with earliness trait, KSLA, 100 000 SEK, Jagadeesh Sundaramoorthy (2021).

Identifiera gener och deras polymorfism för att bekämpa virussjukdomar. Formas, 2 983 834 SEK. Anders Hafrén, huvudsökande, Anders Carlsson medsökande (2023).

Projektmedlemmar

SLU: Mulatu Geleta, Jagadeesh Sundaramoorthy, Kibrom B. Abreha, Admas Abebe, Shrikant Sharma, Mirela Beganovic, Kaye Bateman, Anders Ekholm, Inez Falk, Ferdi Agil, Mathieu Bernardini, Muluken Enyew

Jerrestad Agro AB: Christer Persson

Hushållningssällskapet Norrbotten Västerbotten: Jan Nilsson, Ibrahem Alkhedr