Ilmastonmuutos ja mikrolisäys
Koeputkiviljely ilmastonmuutoksen lievennyksessä
Ilmastonmuutos voi johtaa lajien sukupuuttoon ja geneettisen perustan kapenemisen nopeutumiseen. Sen takia kiinnostus uusien menetelmien löytämiseksi lajien tehokkaaseen suojelutarkoitukseen on kasvanut. Koeputkiviljely on tehokas tapa tuottaa eliittikasveja eri tarkoituksiin. Romaniassa sikäläisiä kasveja viljellään suojelutarkoituksiin mikrolisäystekniikalla, joka sisältää viljelmän aloituksen, lisäämisen, juurruttamisen ja sopeutumisen. Erityisesti kasvin solukkoviljely on potentiaalinen tekniikka suojelussa.
Rahkasammaleet ovat käytännössä hävinneet useilta trooppisilta alueilta. Aiemmin runsaslukuinen Sphagnum cuspidatum -rahkasammal väheni dramaattisesti vuonna 2022 Thaimaassa. Lajia yritettiin suojella solukkoviljelystä hyväksikäyttäen. Uudella lisäystekniikalla saatiin lisättyä lajia, joten tämä mikrolisäystekniikka soveltuu rahkasammaleen massalisäykseen ja lajin suojeluun luontaisen kasvupaikan ulkopuolella.
Metsähavupuiden geneettisissä ohjelmissa haasteita
Geneettiset ohjelmat eliittiyksiköiden tuottamiseksi metsähavupuista törmäävät lisäyshaasteisiin. Ongelmana on, että valittaessa halutut yksilöt, ne ovat kasvaneet kehitysvaiheeseen, jolloin niiden lisäys ei enää onnistu perinteisin menetelmin. Eräässä tutkimuksessa analysoitiin keruuajankohdan vaikutusta ja eri 6-benzyladeninen -konsentraatioiden vaikutusta ensimmäisessä vaiheessa verson induktioon ja valotyyppien vaikutusta juuri-induktioon. Kasvusolujen osuus, joista kehittyi versoja, oli genotyypistä riippuvainen. Merkittäviä eroja havaittiin eri juurtumisprosessin faasien aikaan suhteessa fruktoosin, glukoosin ja sakkaroosin määrän sekä threoninen ja tyrosiinin määrään nähden.
Koreanpihdan suojelussa kokeiltiin kallusinduktiota eri kasvin osilla, alustoilla ja kasvunsäätelijöillä. Puun rungosta otetut palaset sopivat neulasia paremmin kasvin osiksi, joista kallusinduktio mahdollistui. Tietty agaralusta sopi hyvin solukkokasvatuksiin. Tutkimuksen tuloksena MS-agaralusta oli optimaalinen kallusinduktiolle puun rungon palasista tuotetuista soluviljelmistä. 2,4 -dichlorophenoxy acetic acid edesauttoi kallusinduktiota ja lisäsi lisääntymissuhdetta kalluksessa koreanpihdalla.
Kasvien kuivuuskestävyys on tärkeää genotyypin valinnassa
Kuivuuskestävien hapankirsikoiden genotyyppien valinta on tärkeää kestävän marjatuotannon kannalta ilmastonmuutoksen vallitessa. Suhteellinen vesipitoisuus, klorofyllin fluoresenssi ja fotosynteesin pigmentti arvioitiin tutkimuksessa ja kuivuusstressiä seurattiin kasveissa. Tietty genotyyppi ilmensi suurimman kuivuuskestävyyden ja sitä voidaan käyttää kestävyyden lähteenä hapankirsikan jalostusohjelmissa.
Prosopsis cineraria -hernekasvin kirjallisuustarkastelussa tarkasteltiin uusimpia keksintöjä kasvin genomiikassa ja bioteknologiassa, ja kuinka uudet keksinnöt edesauttavat geeniteknologiaa, molekulaarista kasvinjalostusta ja kasvien satojen parannusohjelmia. Eritoten kuivuutta, hellettä, kylmää ja suolastressiä sietävät kasvit ovat tärkeitä. Puulajit, jotka ovat vitaalisia kuivissa olosuhteissa sisältävät geenikombinaation, joka on hyödyllinen abioottisia stressitekijöitä vastaan. P. cineraria on tärkeä puulaji Intian Thar-autiomaasta. Kuivuutta kestävän puulajin adaptiivinen evoluutio on hyödyllinen muuttuvissa olosuhteissa. Mikrolisäystä on testattu tällä kasvilajilla, jota kirjallisuustarkastelu käsitteli. Tuloksia verrattiin tarkastelussa Populus-, Eucalyptus-, Quercus– Pinus-, Picea– ja Castanea -suvuilla saatuihin tuloksiin. Lisätutkimuksia tarvitaan kuitenkin P. cinerarian osalta.
Juniperus-suvun lajien solukkoviljelystä on tehty katsaus. Katajat ovat resistenttejä kuivuudelle ja sopeutuvat hankaliin ympäristöolosuhteisiin. Osa Juniperus-lajeista on harvinaisia tai vaarantuneita ja vaativat suojelua. Siten tarvitaan suojelutoimenpiteitä. In vitro -viljelytekniikat mahdollistavat suojelutoimenpiteet ja klonaalisen massalisäyksen eri havupuulajeilla.
Sitrushedelmäpuulaji Carrizo citrangen geeniekspressio kuivuustressiin liittyen tarkasteltiin eri kasvatusalustoilla, joissa oli eri PEG-konsentraatioita (polyethylene glycol). Tuloksena havaittiin kasvin solukkoviljelmistä, että kasvit lisääntyivät kaikilla alustoilla. Kuivuusgeenien ekspressiotasot kolmella geenillä lisääntyivät PEG-konsentraatioiden kasvaessa. Tulosten perusteella kuivuusgeenit ovat laukaisuherkkiä.
Kasvien herbivoriaa voidaan tutkia mikrolisäyksellä
Herbivori-hyönteisten paineen on arvioitu lisääntyvän ilmaston lämmetessä. Eräässä tutkimuksessa tarkasteltiin herbivoriaa 26 rauduskoivun mikrolisätyllä genotyypillä. Etelään alkuperäiseltä esiintymisalueeltaan siirretyt genotyypit ilmaisivat suuremman herbivorian kuin pohjoiseen siirrettyinä. Tulosten perusteella pohjoiseen leviävät herbivorilajit voivat aterioida uusia genotyyppejä omaavilla kasveilla ja kohdata maukkaampia ravintokasveja uusilla alueillaan. Siten tulevaisuuden ilmastonmuutos lisää herbivoriatuhoja nuorilla rauduskoivuilla. Herbivorialla on vaikutusta rauduskoivun kasvuun, mikä tulisi ottaa huomioon tehtäessä ennusteita tulevaisuuden metsärakenteessa.
Kirjoittaja
Juha Kaitera
Juha Kaitera toimii Luonnonvarakeskuksessa erikoistutkijana. Hän on myös dosentti Oulun yliopistossa erikoisalueenaan ’Ruostesienten epidemiologia’. Kirjoittaja toimii Valtakunnallisessa vihreän siirtymän koordinaatiohankkeessa asiantuntijana teemassa Ilmastonmuutokseen sopeutuminen ja hillintätoimet.