Towards sustainable spring wheat cultivation: enhancing nitrogen use efficiency through strategic breeding

Växter behöver kväve för att växa, men ökad användning av kvävebaserade gödselmedel i jordbruket för att öka skördarna är förknippad med miljörisker. Ett mer hållbart jordbruk bör baseras på grödor som möjliggör höga skördar med mindre användning av gödsel. Vårvete är en lovande basgröda för de nordiska regionerna och användes här som en modell för att utvärdera växtförädlingspotentialen för olika grödegenskaper kopplade till kväve-effektivitet, vilka idag inte används inom växtförädlingen. Det övergripande målet med avhandlingen var att undersöka användningen av växtegenskaper kopplade till kväve-effektivitet i växtförädlingsprogram för vårvete anpassat till nordiskt klimat. Målen var att (i) utforska samband mellan grödegenskaper som idag används och sådana som inte används inom växtförädlingen, genom odling av olika vetesorter i Mellansverige under två år, (ii) bedöma effekter av genetik och miljö på rotegenskaper hos unga plantor, (iii) utveckla en praktiskt användbar metod för att snabbt kunna bedöma viktiga växtegenskaper kopplade till kväve-effektivitet, och (iv) identifiera genomiska regioner kopplade till kväve-effektivitet och kandidatlinjer med önskvärda kombinationer av växtegenskaper i en population av 183 rekombinant inavlade vårvetelinjer. Stabila samband hittades mellan vissa egenskaper kopplade till kväve-effektivitet och växtförädlingsmål, då vete som förädlats för hög avkastning karakteriserades av hög kväveutnyttjande-effektivitet. Däremot hittades inget samband mellan  hög kväveupptagningsförmåga och något växtförädlingsmål. Rotegenskaper hos groddplantor påverkades starkt av genetik och miljö, men var inte kopplade till något växtförädlingsmål. En enkel metod för kartläggning av egenskaper för kväve-effektivitet i stora populationer utvecklades baserat på allometri. Lovande kandidatlinjer med önskvärda kombinationer av växtegenskaper, och 186  genomiska regioner för kväve-effektivitet identifierades. Resultaten indikerar att växtegenskaper kopplade till kväve-effektivitet har potential att användas i växtförädlingsprogram för ett mer hållbart jordbruk.