NO850376L - Fremgangsmaate til aseksuell formering av furutraer - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til ukjønnet formering av furutrær. Mer spesielt angår den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte til ukjønnet formering av furutrær ved at man klipper furutrærne kraftig under dan-nelse av skudd og deretter lar skuddene feste rot.

Omtrent tredve arter av nakenfrøede, de såkalte bløte trearter, omfatter størstedelen av de kommersielt viktige tømmerarter som er egnet til bygningstømmer. Blant disse er de furuarter som innbefatter "loblolly"-furu (Pinus taeda), "slash<M->furu (Pinus elliotii), "longleaf"-furu (Pinus palustris), granfuru (Pinus echinata), "ponderosa"-furu (Pinus ponderosa), rødfuru (Pinus resinosa), banksfuru (Pinus bank-siana), weymouthfuru (Pinus strobus), "Western white"-furu (Pinus monticola), sukkerfuru (Pinus lambertiana), "lodgepole"-furu (Pinus contorta); Douglas-gran (Pseudotsuga menziesii);

kanadahemlokk (Tsuga canadensis); kvitgran (Picea glauca);

kjempegran (Sequoia sempervirens); de virkelige gransorter innbefattende purpuredelgran (Abies amabilis), kjempeedelgran (Abies grandis), nobelgran (Abies procera), koloradogran (Abies concolor), "balsam"-gran (Abies balsamea); og sedrene, som innbefatter kjempetuja (Thuja plicata), "incense eedar"

(Libocedrus decurrens), vanlig sypress (Chamaecyparis lawso-niona) og nutkasypress (Chamaecyparis nootkatensis) og lerke (Laryx occidentalis).

Skjønt den ovennevnte gruppe bartrær ikke innbefatter

alle de kommersielt viktige bløttre-arter, innbefatter den slike furuarter som vanligvis betraktes for å være kommersielt betydelige og som er eller er i ferd med å bli underkastet intensiv skogsdrift. Blant disse kommersielt betydelige furuarter er Pinus ponderosa, kanadahemlokk, Doglas-gran og de fire såkalte sydlige "yellow pines", Pinus elliotii, Pinus palustris, granfuru og Pinus taeda, spesielt viktige. Blant denne siste gruppe har Pinus taeda og Douglas-gran vært gjen-stand for intensive treforedlingsprogrammer.

Pinus taeda og Douglas-gran gir, likesom mange ønskelige trearter, gode frøavlinger bare i sjeldne og upålitelige intervaller, og gode kongleavlinger skjer typisk bare hvert femte til syvende år. Om alt går normalt, gir en frøplante av typen Pinus taeda hann- og hunnblomster når den er ca. 11-16 år gammel. Når dette skjer, vil pollen fra andre trær befrukte hunnblomstene, som så vil frembringe frø. Ca. to år senere kan frøene høstes og anvendes til å frembringe nye planter. Selv om treet kan bestøve noen av sine egne hunnblomster slik at noen av de dannede frøplanter kan være helt lik modertreet, vil ingen av de dannede frøplanter være genetisk identiske.

For frembringelse av frøplanter var man i begynnelsen avhengig av ville frø som fås fra et umåtelig variert gen-forråd. Det var ikke lenge før skogforvaltere begynte å bli klar over at noen frøplanter vokste mye bedre i lokaliserte miljøer enn andre. I Douglasgran-området ble det for eksem-pel funnet å være viktig å plante frøplanter i omtrent den samme høyde som der hvor frøene var blitt tatt. Man var snart klar over at mange andre tre-egenskaper var arve-lige, og mens disse karakteregenskaper varierer fra art til art, kan det blant disse nevnes veksthastigheter, tendensen til å ha rette eller krokede stammer, tre-densitet og lette,

i motsetning til tunge, grener. Planteskole-bestyrere begynte å lete i sine skoger etter og å samle frø fra ville trær som hadde én eller flere ønskelige egenskaper. Det kan imidlertid, avhengig av arten, ta fra femten til femti år før en ny generasjon frembringer sine egne frø, og det trenges flere generasjoners avling for maksimalisering av genetisk forbed-ring.

Følgelig er det blitt lett etter mindre tidkrevende fremgangsmåter for oppnåelse av genetisk fortrinnlige trær. For dette formål er det blitt undersøkt forskjellige fremgangsmåter såsom embryogenese, organogenese og vegetativ formering.

Organogenese innbefatter initiering av skudd fra meri-stematiske sentrer som er bevirket i eksplantater av dyrket vev og påfølgende rotfesting av disse skudd. Slik som fremgangsmåten vanligvis utføres blir en del av en donorplante skåret ut, sterilisert og anbrakt på et vekstmedium. Det vev som mest alminnelig anvendes, er en del av unge frøblad fra nylig oppkomne frø eller den intakte spire skåret ut av et frø. Det er blitt rapportert et mye mindre gunstig resultat når det er blitt dyrket treblader eller stammevev.

Ved embryogenese-fremgangsmåten blir en gruppe celler organisert til et bipolart embryoid som i et gunstig miljø utvikler knoppanlegg ("bud primordia") i den ene ende og rot-anlegg ("root primordia") i den motsatte ende. En vanlig an-gitt måte til å frembringe småplanter ved embryogenese, som imidlertid ikke er blitt beskrevet for bløttrearter, har vært ved suspensjonsdyrkning hvorved grupper av celler suspenderes i et lett agitert væskemedium som inneholder forskjellige plante-veksthormoner inntil bipolare embryoider differensieres og utvik-les. Embryoidene anbringes deretter i et næringsmedium for videre utvikling til småplanter.

Vegetativ formering er blitt praktisert ved poding eller rotfesting av stamme-avleggere og ved klipping. Så langt det er kjent er det ikke tidligere blitt beskrevet kraftig klipping av frøplanter, det vil si hvor bare én gren med minimalt bladverk blir tilbake på frøplantens basis. En fremgangsmåte som innebærer en utstrakt beskjæring, er også blitt praktisert, men dette fordrer at det blir tilbake nok bladverk på modertreet til at man sikrer at det bevares en utmerket vegetativ tilstand.

Vegetativ formering gir, når den kombineres med et genetisk seleksjonsprogram, fordeler fremfor seleksjon og kjønnet reproduksjon av utvalgte trær. Mens kjønnet reproduksjon bare oppfanger den additive genetiske fortrinnlige komponent blant utvalgte trær, oppfanger vegetativ formering både de additive og ikke-additive genetiske komponenter hos fremra-gende kloner. Mens kjønnet reproduksjon resulterer i genetisk rekombinasjon og således en høy grad av variabilitet til og med innenfor enkeltfamilier, resulterer vegetativ reproduksjon både i ensartethet i veksten og i at man kan forutsi mange viktige egenskaper, både selekterte og ikke-selekterte innenfor hver klon. Dessuten kan oppsamling av tilstrekkelig store mengder frø for å imøtekomme fordringene ved plantingen være både vanskelig og kostbart, og således kan det mål å plante genetisk forbedrede trær hurtigere nås ved utvikling av et begrenset antall genetisk forbedrede frøplanter ved hjelp av vegetativ formering.

Ett problem man støter på ved vegetativ formering, er at det genetisk overlegne tre som man prøver å reprodusere, ofte er

et gammelt tre som har vist sine potensialiteter. Veks-

ten av dets organer reduseres eller reguleres ofte ved at det viser seg begrensninger som hemmer eller modifiserer visse funksjoner. Det er vanskelig å oppnå en ny plante ut fra slike organer. Dette fenomen er beskrevet under betegnelsene elding og modning. Totipotensialiteten hos méristemene hos den unge plante blir byttet ut med den mer eller mindre ut-viklede spesialisering hos méristemene hos den gamle plante. Vegetativ formering ved at avleggere får feste rot forutset-ter at denne hindring kan fjernes ved at meristemets toti-potensialitet gjenopprettes.

Følgelig er det behov for en fremgangsmåte til ukjønnet formering av furutrær ved vegetativ formering som kan anvendes til frembringelse av et stort antall genetisk forbedrede frø-planter fra selekterte, genetisk overlegne trær.

Det er tilveiebrakt en fremgangsmåte til ukjønnet formering av furutrær, fortrinnsvis Pinus taeda, ved vegetativ formering. I henhold til denne fremgangsmåte klippes furu-frøplanter ved at hovedstammen avkuttes og grenene løsgjøres slik at bare én sidegren blir tilbake intakt og festet til den gjenværende hovedstamme. De klippede frøplanter holdes under konvensjonelle vekstbetingelser i det minste til det oppnås forlengede skudd ved hovedstammens avkuttede ende. Disse skudd er saftige, har morfologisk juvenile karakteregenskaper og har sitt utspring i umiddelbar nærhet av rotsystemet. De forlengede skudd skilles deretter fra hovedstammen og får feste rot ved konvensjonelle hjelpemidler.

Fig. 1 er et fotografi av en frøplante av Pinus taeda

før klipping.

Fig. 2 er et fotografi av en frøplante av Pinus

taeda etter klipping.

Fig. 3 er et fotografi av skudd som er kommet nær den avkuttede ende av stammen på en klippet frøplante av Pinus taeda. Fig. 4 er et fotografi av kraftig klippede frøplanter avPinus taeda med aktiverte juvenile skudd.

Den foreliggende fremgangsmåte kan anvendes til frembringelse av et stort antall genetisk forbedrede furutrær fra selekterte., genetisk overlegne furu-frøplanter. Selv om hvilke som helst av de forskjellige furutrær som hører til familien Pinaceae kan anvendes, er det foretrukket å anvende Pinus taeda.

Ved utøvelsen av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse selekteres eller dyrkes det en furu-frøplante med de ønskede egenskaper. Med frøplante menes et ungt tre, det vil si et tre som er opptil ca. 4 år gammelt, eller et tre som er klippet (når det var ungt) til en høyde på typisk mindre enn ca. 30 cm. Fortrinnsvis anvendes et tre som er mellom ca. 6 måneder og 4 år gammelt, mer foretrukket et tre som er mellom ca. 1 og 3 år gammelt. Det er foretrukket å holde frø-plantene i et veksthusmiljø både før og etter klipping.

I henhold til den foreliggende fremgangsmåte avkuttes furu-frøplantens hovedstamme og grenene løsgjøres fra den gjenværende hovedstamme slik at det bare blir én sidegren tilbake intakt og festet til den gjenværende hovedstamme. Frøplantens hovedstamme avkuttes ved en høyde over jorden på opp til ca. 30 cm, mer foretrukket fra ca. 20 til ca. 30 cm.

Den gjenværende hovedstamme med tilknyttet sidegren,

som kan betegnes som en kraftig klippet frøplante, holdes under normale vekstbetingelser for furutrær, fortrinnsvis i et veksthus, til den avkuttede ende av stammen frembringer skudd med juvenile karakteregenskaper, det vil si skudd som er saftige og som for det meste har primærnåler som er lik nålene hos en spirende frøplante (sekundærnåler eller nåle-knipper er ennå ikke blitt utviklet). Typisk vil den avkuttede ende av hovedstammen frembringe skudd innen et tidsrom på fra ca. 4 til ca. 8 uker. Disse skudd dannes i umiddelbar nærhet til rotsystemet. Straks skuddene er blitt forlenget til en lengde som er egnet til å feste rot, fortrinnsvis fra ca. 1,25 cm til ca. 5 cm, mer foretrukket ca. 2,5 cm, skilles de fra stammen. Straks skuddene er fraskilt frembringer de kraftig klippede frøplanter ytterligere skudd.

De fraskilte skudd får så feste rot i jord, fortrinnsvis på en tåkebenk. For å oppnå en høy rotfestnings-frekvens er det viktig å anvende bare juvenile skudd som for det meste inneholder primærnåler og som fortrinnsvis er fri for nåle-knipper. En foretrukket rotfestings - metode er å la skuddenes avkappede ender komme i kontakt med et rotfestings medium som inneholder indol-3-smørsyre, fortrinnsvis Hares pulver, som er beskrevet nedenfor, og deretter plante skuddene i jord i et miljø hvor skuddene får fra ca. 1,5 til ca. 4,5 ml tåke pr. time inntil skuddene er rotfestet. Typisk vil skuddene rotfestes innen ca. 8 uker. Det ble oppdaget at hvis avskårne skudd fikk mindre enn 1,5 ml tåke pr.

time eller mer enn 4,5 ml tåke pr. time, fikk man dødelig-het .

Den foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer en fremgangsmåte i henhold til hvilken et stort antall genetisk identiske trær kan frembringes ut fra et enkelt genetisk overle-gent tre. Den foreliggende fremgangsmåte til vegetativ formering ved klipping er fordelaktig i betraktning av andre fremgangsmåter til vegetativ formering, ved at det hurtig frembringes skudd i stort antall som oppviser juvenile karakteregenskaper. Den foreliggende fremgangsmåte muliggjør også oppret-telse av frukttre-hekker i veksthus som sikrer en grei tilfør-sel av genetisk overlegne trær og som kan redusere den årstids-bestemte påvirkning på rotfestingen.

De følgende eksempler presenterer illustrative men ikke-begrensende utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse.

Eksempler

Frøplanter av Pinus taeda (fig. 1) i aldersområdet fra

1 til 3 år, som var blitt dyrket i 15 cm potter i veksthusmiljø, ble klippet kraftig idet det var tilbake bare 20-30 cm stamme og én sidegren som var intakt med meget lite grønt vev (fig. 2). Stammediametrene i den avkuttede ende var i området fra 1,9 til 2,5 cm. De klippede frøplanter ble holdt i veksthusmiljøet.

Etter 4-8 uker fikk man tallrike kraftig voksende (d.v.s. sunne) skudd nær de avkuttede ender av stammene i umiddelbar nærhet av rotsystemet (fig. 3). Skuddene var saftige og hadde morfologisk . juvenile egenskaper. Disse skudd hadde primærnåler som var lik nålene hos spirende frøplanter; de sekun-dære nåler eller nål-knipper var ennå ikke dannet. Klippede frøplanter med aktiverte skudd er vist på fig. 4. Antallet skudd pr. frøplante var i området fra 8 til 20. Noen av skuddene ble fjernet fra frøplantene og fikk feste røtter. Etter at skuddene var fjernet ble det dannet flere skudd fra. stammene .

De fraskilte skudd ble rotfestet ifølge den følgende fremgangsmåte. Stammeendene på skuddene ble dyppet i vann, og dette ble fulgt av dypping i et rotfestingspulver (Hares pulver: indol-3-smørsyre (1 g), 1-fenol-3-metyl-5-pyrazolon (lg), N-dimetylaiTUJiosuksinaminsyre (1,2 g) , talk (73,4 g) , "Captan" 50%

(40 g), pulverformig sukker (10 g); for oppnåelse av pulver

med halv styrkeøkes talk-mengden til 146,8 g. Det var ikke noen synlig forskjell på resultatet når det ble anvendt pulver med halv styrke i stedet for pulver med full styrke. De belagte stammer ble deretter plantet i en jordblanding (2 torv : 2 perlitt : 3 vermikulitt (volumdeler) i plastbokser med dimen-sjon 11,4 x 16,5 x 7 cm og anbrakt på en åpen tåkebenk. Skuddene festet rot innen 2 måneder.

Dette forsøk ble kjørt 3 ganger: i juni og november i

ett år, og i januar i det påfølgende år. Det var ikke synlig noen variasjon i prosentvis skuddaktivering. Fremgangsmåten ble brukt på 30 frøplanter, og nesten hver frøplante dannet skudd. De dannede skudd hadde juvenile karakteregenskaper.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til ukjønnet formering av furutrær, karakterisert ved : (a) man avkutter hovedstammen hos en furu-frøplante og løsgjør grenene fra den gjenværende hovedstamme slik at bare én sidegren forblir intakt og festet til den gjenværende hovedstamme ; (b) man dyrker den gjenværende hovedstamme og den til-knyttede sidegren i det minste inntil den avkuttede ende av den gjenværende hovedstamme frembringer skudd med juvenile karakteregenskaper; (c) man skiller skuddene fra den gjenværende hovedstamme; og (d) skuddene får feste røtter.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at furu-frøplanten i trinn (a) er mellom ca. 6 måneder og ca. 4 år gammel.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at furu-frøplanten er mellom ca. 1 og 3 år gammel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at skuddene i trinn (b) er saftige, juvenile skudd med hovedsakelig primære nåler.

5.F remgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at skuddene i trinn (b) dannes i umiddelbar nærhet av rotsystemet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at furu-frøplanten i trinn (a) er "loblolly" - furu (Pinus taeda).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hovedstammen i trinn (a) avkuttes i en hø yde over bakken på opp til ca. 30 cm.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at hovedstammen avkuttes i en høyde over bakken på fra ca. 20 til ca. 30 cm.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at skuddene i trinn (c) skilles fra hovedstammen når skuddene har en lengde på ca. 2,5 cm.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (d) omfatter at man bringer skuddenes stamme-ender i kontakt med et rotfestingsmedium som inneholder indol-3-smørsyre, planter skuddene i jord og holder planteskuddene i et miljø slik at skuddene får fra ca. 1,5 til ca. 4,5 ml tåke pr. time inntil skuddene har festet rot.