Genetics of disease resistance in Norway spruce (Picea abies): a look in the past with an eye to the future

Träd har utvecklat strategier för att bekämpa fiender och överleva under miljoner år. De här strategierna har formats av det naturliga urvalet och återspeglas i deras genom idag. Att plantera skog prioriteras av många styrande organ, men det finns en risk att träd som valts ut av människor saknar alleler som är viktiga för resistens mot patogener. Gran (Picea abies) dominerar i det svenska skogslandskapet och är ett av de viktigaste trädslagen för skogsindustrin. Därför var det övergripande syftet med denna avhandling att studera den genetiska variationen som kontrollerar resistensegenskaper mot Heterobasidion parviporum och Heterobasidion annosum s.s., två arter av rotticka som båda orsakar rotröta i gran. I avhandlingens två första studier analyserades den genomiska kontrollen av resistensegenskaper med genomomfattande associationsstudier (GWAS). Associationer mellan resistensegenskaper och singelnukleotidpolymorfismer (SNP) ledde till upptäckten av flera loci, med relativt små effekter, associerade med resistens mot rotticka. Den statistiska korrelationen mellan resistenserna mot de olika rottickearterna berodde på miljön testet utfördes i, men via GWAS identifierades flera synergistiska pleiotropa loci, dvs gener som kan ge träden resistens mot båda svamparna samtidigt. I den tredje studien studerades selektionsmönster i PaLAR3, en gen i försvaret mot olika skadesvampar i gran. Genomiska analyser visade att variation i PaLAR3 i gran sannolikt har upprätthållits genom balanserande selektion. Resultaten tyder på att PaLAR3 var under balanserande selektion innan gran och vitgran (Picea glauca) isolerades reproduktivt. Slutligen studerades resistensen i barken i tio grankloner med olika känslighet för rotticka. De inokulerades med fem Heterobasidion-isolat med Genetics of disease resistance in Norway spruce (Picea abies): A look in the past with an eye to the future olika virulens. Resultaten från försöket visar att både gran och rotticka påverkar hur långa nekroser som utvecklas i barken. Genuttrycksmönstren av gran och rotticka studerades via RNA-sekvensering av prov tagna bredvid nekroserna. Analyser av differentiellt uttryckta gener visade att responsen i granar med relativt hög mottaglighet beror på svampens virulens medan granar med relativt hög resistens hade ett robust svar, inklusive uttryck av gener som styr igenkänning av patogenen. Arbetet i den här avhandlingen bidrar till förståelsen för resistens mot skadesvampar i gran och kan stödja urvalet av robusta träd det svenska granförädlingsprogrammet.