Divisjon for bioteknologi og plantehelse

KryoBeg – Eliminering av endofytter og kryopreservering av begonia

Nye foredlingslinjer av begonia viser stor fargeprakt og variasjon. Foto: Tonje Bergh
Aktiv SIST OPPDATERT: 25.10.2018
Slutt: feb 2020
Start: mars 2016

Begonia er en økonomisk viktig prydplante for bruk i bedd og krukker verden over. TiboPlant er et nytt, norsk selskap som arbeider med begonia-foredling for både det innenlandske og det internasjonale markedet. TiboPlant har allerede blitt anerkjent i det globale blomster markedet for sine nyheter innen begonia på grunn av sortene som har blitt sendt ut de siste årene.

Deltakere KryoBeg.jpg
Fra oppstartmøtet for KryoBeg-prosjektet 26. april 2016. Foto: Erling Fløistad
Start- og sluttdato 01.03.2016 - 28.02.2020
Prosjektansvarlig, NIBIO Dag-Ragnar Blystad
Divisjon Divisjon for bioteknologi og plantehelse
Avdeling Virus, bakterier og nematoder i skog-, jord og hagebruk
Totalt budsjett NOK 8 179

Den viktigste utfordringen for videre utsending av nye foredlingslinjer i Norge og internasjonalt er å få til rask og sikker oppformering og forsendelse av sortsmaterialet. Tilstedeværelsen av bakterier i klonmaterialet har gjort vevskulturarbeidet utfordrende. Endofytter, dvs bakterier som lever inne i bladene uten å forårsake sjukdommer, er vanskelige å ha med å gjøre i vevskulturarbedet. Det er også en utfordring å ta vare på det økende antallet med lovende foredlingslinjer.

For å løse disse utfordringene søkte Tiboplant om prosjektet “KryoBeg – Eliminering av endofytter og kryopreservering av begonia”. Prosjektet ble innvilget med støtte fra forskningsrådets Bionærprogram og NGFs FoUfond, og er nå godt i gang. Prosjektet ledes faglig av NIBIO.

Prosjektets hovedmål er å sørge for at hele foredlingsprogrammet innen begonia kan være basert på friskt plantemateriale, fritt for bakterier, samtidig som foredlingslinjene og sortene holdes stabile og sortsekte. Dette er avgjørende for TiboPlant sin videre utvikling i markedet, og for at dette igjen kan gi vekst og utvikling i norsk blomsterproduksjon.

Endofytter skaper problemer for sendingene til andre samarbeidende formeringslaboratorier og gartnerier, både i Norge og i utlandet. Prosjektet vil bruke moderne teknologi for å identifisere endofytter, og vil også utvikle gode rense- og bekjempelsesmetoder. Alle foredlere er ansvarlige for å holde et sortsekte morplantemateriale av sine sorter. TiboPlant ønsker å utvikle kryopreservering for å løse denne viktige oppgaven. 

For å løse hovedmålet og utfordringene som er beskrevet er prosjektet organisert i fire arbeidspakker:

  1. Eliminering av endofytter i vevskultur av begonia
  2. Kryopreservering for langtids- oppbevaring av verdifulle sorter
  3. Utprøving av sortsmateriale for å undersøke sortsekthet
  4. Undersøke begonia for patogener og endofytter ved hjelp av ny diagnosemetodikk (metagenomics).
Hovedmål

Å produsere og bevare friskt plantemateriale av nye begoniasorter som en basis for økt innovasjon

Delmål:

  1. Eliminering av endofytter fra infisert vevskultur av begonia 
  2. Kryopreservering av begonia
  3. Ta i bruk avanserte diagnosemetoder (metagenomics) 

Prosjekteier

TiboPlant (Tonje Bergh, Bjørnar Bjelland, Ola Ingvoldstad, Erik Hoel)

Prosjektpartnere i Norge: NIBIO, NMBU, Ljones Gartneri, Strand Gartneri, Ingvoldstad Gartneri og Hoels Gartneri, Norges grønne fagskole Vea.

Internasjonal samarbeidspartner: Bioversity v/ Dr Bart Panis (Belgia)

Økonomi

8,197 mill i hele prosjektperioden, kr 4,197 mill er egeninnsats fra bedriftene og støtte fra NGF’s forskningsfond.

KryoBeg-Bakterievekst.jpg
Her ser vi bakterievekst som starter ved de oppkuttede bladbitene av begonia og sprer seg ut i vekstmediet. Foto: Zhibo Zhang
KryoBeg-Antibiotika.jpg
Under utprøving av forskjellige antibiotika som kunne brukes til å framstille rent begoniamateriale så vi store effekter for noen av de. Her ser vi god effekt av kanamycin 30 µg på Curtobacterium. Det ser vi fordi det ikke vokser noen bakterier i nærheten av papirbitene med kanamycin. Foto: Juliana Perminow
KryoBeg-Friske-planter.jpg
Det har blitt produsert friske planter som er frie for skadelige bakterier. Disse har blitt dyrket og fulgt opp i omfattende forsøk ute i de deltakende gartneriene i 2017 og 2018. Foto: Gry Skjeseth
KryoBeg-Vevskultur.jpg
Vevskultur av en begoniasort der plantene til høyre er infisert av en bakterie som forstyrrer veksten når planten er i vevskultur. Dette kan gi store utfordringer i oppformering og forsendelse av verdifullt, nytt foredlingsmateriale. Foto: Dag-Ragnar Blystad
KryoBeg-Spalteåpninger.jpg
Bildet viser en spalteåpning (stomata) på undersiden av et begoniablad i vevskultur. Vi ser bakterier rundt stomata. Bildet er tatt med scanning elektronmikroskop. Foto: Hilde Raanaas Kolstad/Zhibo Zhang.
KryoBeg-Figur-Bakterieslekter.png
Denne figuren viser en visuell framstilling av bakterieslekter funnet i 5 begonia-planter av samme sort. Hver farge representerer en bakterieslekt. Vi kan konkludere med at det er et sammensatt bakteriesamfunn som vi finner både utenpå bladene og inne i de intracellulære rommene i bladene. Noen av disse bakteriene kan forstyrre arbeidet med vevskultur og kryopreservering selv om de ikke ser ut til å forårsake sjukdom på planter i normal dyrking.
KryoBeg-Skuddspiss-2.png
KryoBeg-Skuddspiss-1.png
Begonia skuddspissene som har vokst på ulike konsentrasjoner av ulike antibiotika vokser svært forskjellig. Rifampicin i konsentrasjonene 50, 100 eller 200 mg/l i 5 uker gir ikke så store utslag på veksten, mens Chloramphenicol- behandling i konsentrasjonene 50, 100 eller 200 mg/l i 5 uker gir svært dårlig vekst (de tre skålene nederst). Foto: Astrid Sivertsen
KryoBeg-Friskt-sortsmateriale.png
Friskt sortsmateriale av nye foredlingslinjer skal sikres gjennom kryopreservering av levende plantemateriale. Her ser vi små vevskulturplanter som vokser til igjen etter at skuddspissene har vært lagret i flytende nitrogen ved – 196 ˚C. Foto: Dag-Ragnar Blystad