Til dokument

Sammendrag

Seed from orchards, established from breeding programs, often dominate the planting stock in economically important tree species, such as Norway spruce. The genetic diversity in seed orchards’ crops depends on effective population size which in turn is affected by many factors such as: number of parents in the orchard, seed orchards’ design, fecundity, and pollen contamination. Even though seed orchards’ seed is extensively used over large regions, very few studies have addressed how well their crops reflect the genetic diversity present in the regions where they are planted. Here we have investigated the genetic diversity (by means of 11 microsatellites) of two Norway spruce seed orchard populations with different number of parents (60 and 25) and compared this with seed crops collected in the semi natural forest and natural unmanaged populations. We found that the ratio between the effective population size (N e ) and actual number of parents (N) varied between 0.60 and 0.76 in the orchards’ seedlots. A reduction in genetic diversity (mainly allelic richness) was detected in a few seedlots, mainly where the number of parents was low. Our results also show that pollen contamination play an important role in maintaining the genetic diversity in orchards’ seedlots, particularly when the number of parents is low. The population genetic structure among seed orhcards and natural populations is shallow suggesting that re- generation with seed from current seed orchards will have limited effect on the overall genetic diversity.

Sammendrag

In Norway the common ash (Fraxinus excelsior L.) has its northernmost distribution in Europe. It grows along the coastal range as small fragmented populations. The first occurrence of ash dieback caused by Hymenoscyphus fraxineus in Norway was reported in 2008. At that time, the disease had already spread through large areas of southern and south-eastern parts of Norway. Since then the disease continued spreading with a speed of about 50- 60 km per year along the western coastal range. To monitor the disease development over time, we established eight permanent monitoring plots in south-eastern and western Norway in 2009 and 2012, respectively. In all plots tree mortality was high, especially among the youngest trees in south-eastern Norway. The extent of crown damage has continually increased in all diameter classes for both regions. In 2009, 76.8 % of all trees on the five monitoring plots in south-eastern Norway were considered to be healthy or slightly damaged, and only 8.9 % to be severely damaged. In 2015, 51.7 % were dead, 13.5 % severely damaged and only 25.7 % remained healthy or slightly damaged. To assess the infection pressure and spore dispersal patterns of the pathogen, we used a Burkard volumetric spore sampler placed in an infested ash stand in southern Norway. We examined the airborne ascospores of H. fraxineus and H. albidus captured on the sampling tape microscopically and with real-time PCR assays specific to these fungi. We detected very few ascospores of H. albidus, whereas ascospores of H. fraxineus dominated throughout entire sampling periods of 2009, 2010 and 2011. Spore discharge occurred mainly between the hours of 5 and 8 a.m., though the distinctive sporulation had yearly variation between 5-7 a.m. We observed the same diurnal pattern throughout the entire sampling period, with a seasonal peak in spore liberation between mid-July and midAugust, after which the number of ascospores decreased substantially. Similar diurnal patterns were observed throughout the sampling period except that after mid-August the number of trapped ascospores substantially decreased. To compare the genetic pattern of common ash in the northern and central ranges of Europe we analyzed the Norwegian samples together with available samples from central Europe by using chloroplast and nuclear microsatellite markers. We found that the northern range of common ash was colonized via a single migration route that originated in eastern or south-eastern Europe with little influence originating from other southern or western European refugia. In the northern range margins, genetic diversity decreased and population differentiation increased, coherent with a post-glacial colonization history characterized by founder events and population fluctuations. Based on our findings we discuss the future management and conservational implications.

Sammendrag

Ask er et av våre vanligste edellauvtrær og et viktig levested for mange arter. Ask er mye brukt som prydtre og har vært vanlig både som tuntre og i alleer. Gamle styvede asketrær representerer mange steder viktige kulturminner. Treslaget representerer derfor både en viktig natur- og kulturarv. Dessverre er ask hardt rammet av askeskuddsjuken, nesten overalt hvor asken vokser ser vi utbrudd. Dødeligheten er høg, og ask er oppført som sårbar på Norsk rødliste for arter. Denne veilederen gir deg informasjon om i) hvordan du kan kjenne igjen askeskuddsjuken, ii) viktigheten av å bevare friske trær, iii) hvordan du kan minske spredningen av askeskuddsjuken og iv) viktigheten av å bevare ask som art i edellauvskogen.

Sammendrag

De norske askeskogene er en nordlig utløper av større askeskoger i Europa som spredte seg nordover etter siste istid. Vi har undersøkt genetisk variasjon i ask (Fraxinus excelsior) og funnet at asken i Norge fulgte en østlig innvandringsvei fra overvintringsområder i SørøstEuropa. Mens den genetiske variasjonen i stor grad ble opprettholdt gjennom Europa, gikk svært mye av den genetiske variasjonen tapt nordover langs kysten av Norge, hvor vi også finner de største genetiske forskjellene mellom askepopulasjonene. Kunnskap om askens genetiske variasjon er verdifull for forvaltningen med tanke på framtidig restaurering og bevaring av genetiske ressurser nå som asken er truet av askeskuddsjuke.

Sammendrag

Askeskuddsjuke, som forårsakes av en liten, innført begersopp, har i løpet av ca. 10 år spredt seg gjennom mesteparten av askas utbredelsesområde i Norge, fra Østlandet opp til Nordmøre. I 2016 var bare Trøndelag fortsatt fri for sjukdommen. Etter sju år med overvåking av askeskuddsjuke ser vi at skadeutviklingen på enkelttrær og i bestand skjer fort, også i områder hvor sjukdommen bare har vært til stede i noen få år. Skadeomfanget øker fra år til år, trær i alle aldersklasser angripes og dødeligheten er høy, særlig blant de yngste trærne. Fortsatt holder likevel noen trær seg friske, noe som kan gi håp om at det finnes motstandsdyktige individer som vil overleve epidemien. Som genressursbevaringstiltak har vi samlet inn frø fra de friske trærne i overvåkingsflatene, samt fra Hindrum i Nord-Trøndelag, et av Norges nordligste naturlige askebestand.

Sammendrag

Utstillingen «Det fantastiske treet» forteller om hvordan treet blir til, og at fotosyntesen er grunnlaget for alt liv. Bladene er verdens beste solfangere, og vi forteller hvordan fotosyntesen skjer i bladet. Trærnes magiske evne til å forvandle luft til sukker forklares på en ny og spennende måte. For å vise hvor spektakulær fotosyntesen er har vi lagd en 9 meter lang lysende akrylvegg som viser snittet av et blad. Midt i utstillingen står en 7,5 meter høy treskulptur laget av 10 km aluminiumsrør – selve Det fantastiske treet. Det fantastiske treeter et godt eksempel på forskningsformidling og et fruktbart samarbeid mellom to institusjoner. Norsk institutt for bioøkonomi (NIBIO) ved Skog og utmarksdivisjonen (tidligere Skog og landskap) har gjort et stort og omfattende arbeid med å tilgjengeliggjøre forskning og kvalitetssikre innholdet i utstillingen. NIBIO har vært en uvurdelig støttespiller i den faglige kvalitetssikringen. Vi har lagd en utstilling som skal overbevise publikum om hvilken spektakulær prosess fotosyntesen er og at det ikke er «bare bare» å bli et stort tre. Publikum skal både fascineres, og de skal få ny kunnskap. Den skal også vekke nysgjerrigheten for spennende forskning og alle ubesvarte spørsmål vi har rundt skogen og treet – det er fremdeles mye vi ikke vet!

Til dokument

Sammendrag

During post glacial colonization, loss of genetic diversity due to leading edge effects may be attenuated in forest trees because of their prolonged juvenile phase, allowing many migrants to reach the colonizing front before populations become reproductive. The northern range margins of temperate tree taxa in Europe are particularly suitable to study the genetic processes that follow colonization because they have been little affected by northern refugia. Here we examined how post glacial range dynamics have shaped the genetic structure of common ash (Fraxinus excelsior L.) in its northern range compared to its central range in Europe. We used four chloroplast and six nuclear microsatellites to screen 42 populations (1099 trees), half of which corresponded to newly sampled populations in the northern range and half of which represented reference populations from the central range obtained from previously studies. We found that northern range populations of common ash have the same chloroplast haplotypes as south-eastern European populations, suggesting that colonization of the northern range took place along a single migration route, a result confirmed by the structure at the nuclear microsatellites. Along this route, diversity strongly decreased only in the northern range, concomitantly with increasing population differentiation and complex population substructures, a pattern consistent with a leading edge colonization model. Our study highlights that while diversity is maintained in the central range of common ash due to broad colonizing fronts and high levels of gene flow, it profoundly decreases in the northern range, where colonization was unidirectional and probably involved repeated founder events and population fluctuations. Currently, common ash is threatened by ash dieback, and our results on northern populations will be valuable for developing gene conservation strategies.

Til dokument

Sammendrag

Boreal species were repeatedly exposed to ice ages and went through cycles of contraction and expansion while sister species alternated periods of contact and isolation. The resulting genetic structure is consequently complex, and demographic inferences are intrinsically challenging. The range of Norway spruce (Picea abies) and Siberian spruce (Picea obovata) covers most of northern Eurasia; yet their geographical limits and histories remain poorly understood. To delineate the hybrid zone between the two species and reconstruct their joint demographic history, we analysed variation at nuclear SSR and mitochondrial DNA in 102 and 88 populations, respectively. The dynamics of the hybrid zone was analysed with approximate Bayesian computation (ABC) followed by posterior predictive structure plot reconstruction and the presence of barriers across the range tested with estimated effective migration surfaces. To estimate the divergence time between the two species, nuclear sequences from two well-separated populations of each species were analysed with ABC. Two main barriers divide the range of the two species: one corresponds to the hybrid zone between them, and the other separates the southern and northern domains of Norway spruce. The hybrid zone is centred on the Urals, but the genetic impact of Siberian spruce extends further west. The joint distribution of mitochondrial and nuclear variation indicates an introgression of mitochondrial DNA from Norway spruce into Siberian spruce. Overall, our data reveal a demographic history where the two species interacted frequently and where migrants originating from the Urals and the West Siberian Plain recolonized northern Russia and Scandinavia using scattered refugial populations of Norway spruce as stepping stones towards the west.

Til dokument

Sammendrag

Rapporten gir en oversikt over granas (Picea abies) utbredelse, taksonomi og genetisk variasjon som en bakgrunn for å vurdere om planting av norske og utenlandske provenienser av gran kan ha ulike effekter på stedegent biologisk mangfold. Ifølge oppdraget skal en slik vurdering gis på bakgrunn av en sammenstilling av eksisterende kunnskap. Granas utbredelse i Europa er delt i et nordlig og et sørlig område som utgjør to klart adskilte genetiske grupper, sannsynligvis som følge av isolasjon gjennom flere istider. I nord danner gran et sammenhengende område som dekker nesten hele Fennoskandia, Estland, Latvia, Litauen, Hviterussland, nordre deler av Polen og den europeiske delen av Russland. I sør opptrer grana hovedsakelig langs fjellkjedene i sentrale og sørøstlige deler av Europa. I Norge er gran hovedsakelig utbredt i østlige og sentrale deler av landet, med spredte populasjoner i indre strøk av Vestlandet og i Øst-Finnmark. Både paleodata og genetiske data viser at grana vandret inn til Norge fra et stort Russisk istidsrefugium langs både nordlige og sørlige innvandringsveier. Samtidig tyder genetiske data på at grana også har overlevd siste istid i Skandinavia. Det finnes møtesoner i Skandinavia fra både et østlig og et vestlig refugium med genetiske subgrupper som følge av de ulike historiske prosessene. Videre bidrar genflyt over store avstander til genetisk homogenisering. Proveniens (fra latin «provenir» – komme fra, opprinnelse) henviser til områdene der et treslag vokser eller stedsopprinnelsen til frø eller trær, og er ikke et taksonomisk begrep. Ulike provenienser av gran fra flere europeiske land, særlig fra Tyskland og Østerrike, har blitt benyttet i flere tiår til skogplanting i Norge. Slike utenlandske provenienser kan skille seg i adaptive økologiske egenskaper som fenologi, hardførhet mot frost og kulde, evne til frøproduksjon og frøspredning, noe som igjen kan føre til ulik vekst- og spredningspotensiale. Granplanting påvirker det stedegne biologiske mangfoldet betydelig gjennom redusert lystilgang, endret vannbalanse og næringsomsetning i jorda. Man kunne således anta at de proveniensene av gran som har best vekstegenskaper ville påvirke den stedegne biodiversiteten mest. Imidlertid har søk i internasjonale databaser, så vel som forespørsler til miljø- og skogforskningsinstitusjoner i Europa, ikke avdekket noe litteratur eller erfaringsbasert kunnskap som bekrefter dette. Forskning på temaet er trolig ikke-eksisterende. Selv om ulike provenienser av gran skulle påvirke stedegent biologisk mangfold ulikt, vil slike forskjeller høyst sannsynlig være marginale, sammenlignet med effektene av selve granplantingen, der plantetetthet, skjøtsel av plantefeltene, endret jordkjemi og lysforhold er det viktigste påvirkningsfaktorene på biologisk mangfold. Norway spruce, provenance, afforestation, forestry, taxonomy, genetic variation, paleobotany, biodiversity, ecological traits, risk assessment, gran, proveniens, skogplanting, skogbruk, taksonomi, genetisk variasjon, paleobotanikk, biodiversitet, økologiske egenskaper, sårbarhetsanalyse

Til dokument

Sammendrag

Villeple er en relativt sjelden art i Norge med spredt utbredelse. Den er antatt å hybridisere med hageeple siden man hos viltvoksende trær finner glidende overganger fra villeple til hageeple. I dette prosjektet har det blitt foretatt en omfattende kartlegging av villepleforekomstene i Norge. Gjennom feltarbeid på kryss og tvers i Norge har 678 forekomster av villeple, forvillet hageeple og deres hybrider blitt registrert, samlet inn og undersøkt morfologisk. Basert på denne kartleggingen og morfologiske undersøkelser har det blitt registrert 405 villepletrær og 249 hybridepletrær, resten har vært forvillede hageepler. DNA-undersøkelser av 267 trær viser et relativt godt samsvar med de morfologiske undersøkelsene. Vi finner likevel færre reine villepler basert på DNA-analyser enn basert på morfologi, noe som kan tyde på at hybridisering og tilbakekrysninger mellom hybrider og villeple, er mer omfattende enn det man ser basert på morfologiske undersøkelser. Det er med andre ord en høy andel hybridepler i Norge. En kombinasjon av morfologi og DNA-analyser ser ut til å være nødvendig for en sikker identifisering...

Sammendrag

During the Last Glacial Maximum, the boreal vegetation was greatly restricted. Climatic variation between regions had different impact on the glacial and postglacial history of tree species, resulting in contrasting distribution of genetic diversity. Norway spruce (Picea abies) and Siberian spruce (P. obovata) are two closely related species which parapatric ranges cover almost the entire boreal region of Eurasia; a vast region that experienced contrasting glacial histories. In the present study we combined extensive paleobotanical and genetic data to reconstruct the joint histories of the two species and to evaluate how their glacial and postglacial histories have affected their genetic structure. Today, Norway spruce and Siberian spruce are clearly genetically differentiated in mitochondrial (mt) and nuclear SSR markers, suggesting that the two species had largely independent glacial histories. Nuclear SSR markers indicate the presence of hybrid individuals on both sides of the Urals and east-west longitudinal genetic structures indicate a wide zone of hybridization. The border for mtDNA is situated along the Ob River in Siberia. Along this river and eastwards, latitudinal genetic structures were weak. In Norway spruce, rather complex population genetic structures are revealed as a result of multiple refugia and contrasting recolonization patterns. The current distribution of Norway spruce is divided into a southern and a northern domain. Coherent with the paleodata, both mtDNA and SSR loci suggest a long lasting separation between these two domains, which however, did not preclude secondary contacts. Within the southern domain, mtDNA and paleodata suggest the presence of several refugia, a pattern that nuclear SSR loci fail to reveal probably reflecting pollen mediated gene flow. In the northern domain, the same data support the recolonization of Scandinavia during the mid Holocene from a large and scattered refugium located on the East European Plain. Recolonization took place along different migration routes, and diversity evolved differentially along these routes. The complex genetic structure at nuclear SSRs in the northern Norway spruce domain may be due to gene flow from the southern domain, gene flow from the hybrid zone along the Ural Mountains and expansion from a separate refugium along the Atlantic coast. The latter is suggested by ancient DNA, the presence of a Scandinavia endemic mitochondrial haplotype and possibly, the current structure at SSR loci, where the origin of a distinct genetic cluster in Central Scandinavia remains to be elucidated. The implications of these findings for the response of the boreal forest to climate, forest management and breeding will be discussed.

Til dokument

Sammendrag

Grantørkeprosjektet har fokusert på tørkeproblemer på gran i lavlandet på Østlandet. Toppskranting og avdøing har forekommet på enkelte lokaliteter i veksterlige granbestand i hkl 3-4. Gjentatte befaringer av slike skader gjennom de siste 20-25 år har tydet på at tørke er hovedårsaken, men at det er komplekse årsaksforhold. Det har vært et hovedmål i prosjektet å stille en diagnose på disse skadene. Videre har prosjektet fokusert på klimaendringene og risikoen for at tørkeskader på gran kan øke over tid. Endelig har prosjektet også tilrettelagt for en diskusjon mellom forskning, forvaltning og praktikere om skogbehandling og alternativer til konvensjonell skogbehandling med gran for å møte klimaendringene. Toppskrantingen som ble undersøkt i dette prosjektet hadde de samme symptomer som observert i mange tidligere befaringer, dvs. misfarging og avdøing av topper og gradvis forverring av skadene nedover i krona, etterfulgt av avdøing av hele trær. Resultatene bekrefter at tørkestress om sommeren har vært utløsende faktor for skadene, og at de undersøkte skadene i dette prosjektet ble utløst av moderat tørke i somrene 2004-06. Disse somrene hadde perioder i juni og juli med høy fordampning pga høye temperaturer og vedvarende vind, og lite nedbør. Dette førte til nedbørunderskudd og moderat tørkestress. Flere påfølgende år med moderat tørkestress har ført til kavitasjon i vannledningsbanene i stammen hos en del trær. Deler av yteveden har blitt satt ut av spill som vannledningsbaner. Utviklingen av høyde- og diametervekst, samt funn av tørkeringer og traumatiske harpikskanaler i disse årene understøtter at det har vært et tørkestress.....

Til dokument

Sammendrag

Birks et al. question our proposition that trees survived the Last Glacial Maximum (LGM) in Northern Scandinavia. We dispute their interpretation of our modern genetic data but agree that more work is required. Our field and laboratory procedures were robust; contamination is an unlikely explanation of our results. Their description of Endletvatn as ice-covered and inundated during the LGM is inconsistent with recent geological literature.

Til dokument

Sammendrag

Seedlings of open pollinated Picea abies families from Norwegian and Central European parent trees standing at three sites in Norway were tested for timing of bud set at the end of the first growth season together with seedlings from control provenances producing seeds at their geographical origin. The parental origins were confirmed with a maternally inherited mitochondrial marker that distinguishes trees of the Northern European range from those of the Central European range. The seedlings from the families of Central European mother trees producing seeds in Norway had on average a bud set more similar to the families of local Norwegian origin producing seeds at the same site than the provenance of the same Central European origin. It is argued that the rapid change in this adaptive trait from one generation to the next can be explained by recent research results demonstrating that day length and temperature conditions during embryo formation and maturation can influence the phenotypic performance of seedlings in Norway spruce. This effect may influence the fitness of naturally regenerated plants produced in plantations of Central European trees in Norway.

Sammendrag

Informasjon om en arts genetiske variasjon og hvordan variasjonen er geografisk fordelt kan si mye om artens historie. Under istiden vokste grana i sørlige områder i Russland og i fjellområder i Mellom- og Sør-Europa, i såkalte refugier. Granskogene var mer isolert fra hverandre under istiden enn det de er i dag, og ulike genetiske varianter oppsto. Ved å se på dagens geografiske fordeling av genetiske varianter, og kombinere denne med aldersfordelingen av fossilt granpollen, kan vi kartlegge hvilke refugier grana hadde under siste istid og spredningsveiene den fulgte da klimaet ble varmere.

Sammendrag

Ved Skogforsks laboratorium kan vi ved hjelp av DNA analyser finne ut om et plantefelt er av nordisk eller mellomeuropeisk opprinnelse. Vi har brukt teknikken til å sammenlikne avkom fra norske og mellomeuropeiske mortrær fra samme område. Avkom fra mellomeuropeiske mortrær i Norge oppfører seg mer som norske planter enn som planter fra mortreets opprinnelsessted.