Metla Hanke 3198

Metsäpuiden perintöaineksen tutkimus ja säilytys biotekniikan menetelmin

[  English  |  Tavoitteet  |  Tulokset  |  Hankkeen vetäjä  |  Tutkijat  |  Julkaisut  |  Tiedotteet  |  Metla Tutkimus  ]

Kesto: 1997-2003   Asiasanat: DNA-merkit, biotekniikka, geeninsiirto, kryopreservaatio, molekyylibiologia, solukkoviljely

Tavoitteet

Hankkeen tavoitteena on kehittää metsäpuiden biotekniikan menetelmiä ja soveltaa niitä metsägenetiikan ja metsänjalostuksen tutkimuksessa. Kasvullisen lisäyksen menetelmiä voidaan hyödyntää metsänjalostuksen testauskokeiden tekemisessä, jalostushyödyn siirtämisessä käytäntöön, sekä puiden geenivarojen in vitro -säilytyksessä. DNA-markkerien ja geeninsiirtotekniikoiden avulla puolestaan saadaan lisätietoa puulajien geneettisestä rakenteesta ja toiminnasta. Hankkeessa tehtävä tutkimus on luonteeltaan pääosin puhdasta perustutkimusta ja osin käytäntöön sovellettavissa. Tutkimukselle on myös tyypillistä eri menetelmien yhdistäminen, poikkitieteellisyys ja laaja yhteistyö sekä kotimaisten että ulkomaisten tahojen kanssa. ©Jouko Lehto


Tutkimukselliset painopistealueet
Yhteistyötahot

Tulokset

Hankkeessa on kehitetty männylle kasvullisten alkioiden tuotantoon perustuva lisäysmenetelmä, ja tuotettu ensimmäiset tällä menetelmällä monistetut männyntaimet maailmassa. Myös tekniikka alkioita tuottavien solukoiden syväjäädyttämiseksi hallitaan. Lähtömateriaalina männyn kasvullisten alkioiden tuotossa joudutaan käyttämään hyvin nuorta materiaalia, eli epäkypsiä siemenalkioita ympäröivine solukoineen. Toistaiseksi testatuista, satunnaisesti valituista siemeneristä (=perheistä) 28 prosentista on onnistuttu tuottamaan klooniaineistoa. Myös tuotettujen alkioiden itämisessä on ongelmia, vain vajaa puolet niistä on parhaimmillaankin saatu kasvamaan taimiksi asti. Menetelmän kehitystyö on kesken, ja ratkaisua mm. juurtumisongelmiin haetaan testaamalla esimerkiksi mykoritsasienten vaikutusta, mistä onkin saatu lupaavia tuloksia. Mykoritsaymppäyksen on myös havaittu parantavan mäntypistokkaiden juurtumista.

Kryopreservaatiotutkimuksissa on kehitetty toimivat syväjäädytystekniikat männyn kasvullisia alkioita tuottaville soluviljelmille sekä koivumateriaalille. Koivuaineistona voidaan käyttää joko luonnossa kylmäkaraistunutta silmumateriaalia tai solukkoviljelyaineistoa, joka on kuitenkin kylmäkaraistava ja käsiteltävä suoja-ainein ennen syväjäädytystä. Menetelmien kehittäminen haapamateriaalille soveltuviksi on meneillään. Hankkeessa on myös tutkittu kryopreservoidun materiaalin perinnöllistä muuntumattomuutta, ja syväjäädytyksessä tarvittavien erilaisten suoja-aineiden vaikutusta puiden perimään. Eri suoja-aineiden välillä on havaittu eroja niin syväjäädytyksen onnistumisen kuin puiden perimän muuntumattomuuden kannalta tarkasteltuna, mikä on merkityksellistä tekniikan sovelluksia ajatellen.

Transformaatiotutkimuksissa on kehitetty useita koivulle sopivia geeninsiirtotekniikoita, joita on sitten sovellettu lajin geenitoiminnan tutkimiseen. Tärkeitä tutkimusaiheita ovat:
  1. koivun hiili- ja typpiaineenvaihdunnan yhteydet ja niiden vaikutukset puiden kasvuun ja sopeutumiseen
  2. ,
  3. kasvihormonien, lähinnä auksiinin, vaikutukset puuaineen rakenteeseen ja kemialliseen laatuun
  4. , sekä
  5. ligniinin biosynteesiin liittyvien geenien toiminta ja säätely.
Tuotettujen koivuaineistojen molekyylibiologinen ja kemiallinen analysointi on paraikaa meneillään. Havupuiden, kuusen ja männyn, tapauksessa tutkimus on keskittynyt toimivan geeninsiirtomenetelmän kehittämiseen. Männyn solukkoviljelyaineiston on todettu soveltuvan geeninsiirtojen kohteeksi, ja tutkimuksessa on saatu tuotettua siirtogeenisiä solukoita. Taimien regenerointi näistä solulinjoista ei kuitenkaan ole onnistunut. Geeninsiirto mäntyyn on kuitenkin onnistunut siitepölyn välityksellä, ja tekniikka soveltunee myös kuuselle. Tekniikassa siitepölyä käytetään geeninsiirron kohteena, jonka jälkeen sillä tehdään kontrolloituja risteytyksiä. Vaikka suuri osa (12-84 %) siitepölyhiukkasista pystyy ilmentämään siirrettyä reportterigeeniä, vain pieni osa periyttää sen syntyvälle jälkeläiselle. Siitepöly-menetelmällä geeninsiirto on mahdollista ilman solukkoviljelyä tai kasveissa toimivia selektorigeenejä (esim. antibiootti- tai herbisidinkestävyysgeenit). Tekniikan hyvänä puolena voidaan mainita myös se, että sitä voidaan soveltaa hyvin moniin pölyeriin ja lisäksi risteytyksiä voidaan tehdä useilla emopuilla.

Hankkeen vetäjä: Aronen, Tuija
Metsäntutkimuslaitos, Punkaharjun toimipaikka, Finlandiantie 18, 58450 PUNKAHARJU
Puhelin: 029 532 4233
Sähköpostiosoite: tuija.aronen@metla.fi

Muut tutkijat: Hassinen, Minna (2002), Häggman, Hely (2001-02), Jokipii, Soile (2001-02), Kontunen-Soppela, Sari (2001-03), Luomala, Eeva-Maria (2002), Ryynänen, Leena, PU (2001-03), Tiimonen, Heidi, PU (2001-03), Timonen, Ulla (2002)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 12.06.2012
Palaute