Metla Hanke 3361

Metsäpuiden tuhonkestävyys

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

Kesto: 2002-2006   Asiasanat: biodiversiteetti, ilmastollinen sopeutuminen, ilmastonmuutos, kasvu, kukkiminen, otsoni, tuhonkestävyys
Tutkimushankeryhmä: Erillishankkeet 1 - Metsäekosysteemien rakenne ja toiminta

Tavoitteet

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää puiden kestävyyden vaihtelua bioottisia (nisäkkäät, hyönteiset, sienitaudit) ja abioottisia tuhoja vastaan, selvittää kestävyyden mekanismeja sekä selvittää näiden mekanismien ja puun muiden taloudellisesti tärkeiden ominaisuuksien (kasvu, laatu, kukkiminen) vuorovaikutuksia. Tutkimus tehdään yhteistyönä eri alojen asiantuntijoiden (geneetikot, jalostajat, kasvifysilogit, puuteknologit, eläintieteilijät, patologit jne.) kanssa. Tutkimuksen tavoitteena on testata kokeellisesti kasvien puolustautumista käsittäviä teorioita tutkimalla kasvien puolustusmekanismeja mahdollisimman monipuolisesti ja sen lisäksi kehittää tuhojen torjuntamenetelmiä sekä tuottaa tietoa ilmaston, ilmakehän muutosten (lämpötila, UV, otsoni, CO2) vaikutuksesta puiden tuhoalttiuteen. Kokeita tehdään Suomessa vahinkoa aiheuttavilla tuholaislajeilla ja myös lajeilla, joita saattaa ilmaston muutoksen myötä tulla esiintymään. Hankkeessa pyritään selvittämään tuhonkestävyyden geneettisen vaihtelun suuruutta, vaihtelun periytymistä ja sitä kautta mahdollisuuksia tuhonkestävyyden lisäämiseen jalostuksen keinoin, tähtäimenä on kasvin kokonaiskestävyys eli viljelyvarmuus. Tie jalostukseen kulkee molekyyligenetiikan ja biotekniikan kautta, mutta tälle tasolle ei odoteta päästävän kuin kauden loppupuolella. Tutkimuksen alkupuolella työtä tehdään pääasiassa koivulla ja pajulla, kauden loppupuolella työ tulee siirtymään yhä enemmän havupuihin. Tutkimus on suoraa jatkoa aiempaan metsäpuiden kestävyysjalostus-hankkeeseen (3181). Aiemman hankkeen tulosten perusteella perusteellinen tutkimus eri ominaisuuksien riippuvuuksista ja fysiologisista kustannuksista on hyvin tärkeä ennen varsinaisen jalostuksen aloittamista, joskin hanke pyrkii myös hyödyntämään käytännön jalostusta ja suoraan sitä tukevia kokeita tullaan tekemään. Hankkeessa tehdään yhteistyötä mm. Joensuun ja Kuopion yliopistojen kanssa sekä USDA:n Rhinelanderin (Wisconsin) metsäntutkimusaseman ja Hokkaidon yliopiston tutkijoiden kanssa.

Tulokset

Hankkeessa keskityttiin metsäpuiden, erityisesti koivun ja pajun tuhonkestävyyden mekanismeihin ja lajinsisäiseen geneettiseen vaihteluun kestävyysominaisuuksissa. Lisäksi tutkittiin kestävyyden, kasvun ja lisääntymisen vuorovaikutuksia. Tutkimuksia tehtiin täysikasvuisilla puilla sekä kenttä- ja laboratoriokokeissa käyttäen samojen puiden siemen- ja kloonitaimia.

Koivikossa on laaja geneettinen vaihtelu jänis- ja myyräkestävyydessä, mutta myös ympäristön, viljavuuden ja varjon vaikutus on huomattava. Lisäksi taimien välisellä kilpailulla on vaikutuksia tuloksiin: jos taimet kasvavat hyvin tiheässä niin myyrät ja jänikset valitsevat nopeakasvuisia taimia. Jos koivuilla on runsaasti kasvutilaa, niin nopeakasvuisimmat taimet kelpaavat yleensä huonoimmin.

Raudukset ovat kovin erilaisia myös kemiallisesti, ja kasvupaikalla on vaikutusta moniin lehden ja verson kemiallisiin ominaisuuksiin. Jänis karttaa nystyisiä rauduksen versoja. Nystyt sisältävät terpeenisiä yhdisteitä, joiden muodostaminen on taimille kallista. Näyttää todennäköiseltä, että nystyt ovat kehittyneet suojaamaan taimia maan päällä liikkuvilta kasvinsyöjiltä, sillä suurten koivujen (emopuiden) versoissa on terpeenejä vain sadasosa taimiin verrattuna.

Yksilöiden väliset erot silmunpuhkeamisessa ja kasvuunlähdössä ovat ilmeisesti merkittäviä paitsi ilmastonsopeutumisen niin myös hyönteiskestävyyden kannalta. Vastoin oletuksia varhain kasvunsa aloittavat puut eivät kuitenkaan ole nopeakasvuisimpia. Kasvukyvyn kannalta tärkeämpää näyttää olevan kasvun jatkuminen myöhään syksyyn.

Otsoninkestävyydessä puiden väliset perinnölliset erot tulevat myös selvästi esille. Osa koivuista välttää otsonia ilmarakojen toimintaa muuttamalla, samalla menettäen kasvukykyä. Osa koivuista puolestaan tuottaa otsonivaurioilta suojaavia antioksidantteja. Lyhytaikainen otsonialtistus näyttää suorastaan lisäävän koivun versojen kasvua, mutta ei vaikuta juuriin. Epätasapainoisesta juuri-versosuhteesta saattaa taimelle seurata myöhemmin vaikeuksia.

Pajututkimus keskittyi salisylaattituotantoon, sillä pajujen salisylaatit ovat yhtä tehokkaita lääkevaikutuksiltaan kuin keinollinen aspiriini. Pajujen salisylaatit eivät kuitenkaan ärsytä potilaiden vatsaa. Kokeet osoittivat, että erityisesti mustuvapajussa on runsaasti salisylaatteja. Pajupistokkaiden kasvua voidaan lisätä huomattavasti kattamalla valitsemalla oikeita pajuyksilöitä monistettavaksi, sekä lannoitteilla ja kattamalla maa mustalla muovilla. Kasvun lisääntyminen ei vaikuta lehtien ja kuoren salisylaattipitoisuuteen.

Hankkeen toiminnalle oli elintärkeää yhteistyö Joensuun yliopiston biotieteiden (entinen biologian laitos) ja metsätieteen tiedekunnan, sekä Kuopion ja Turun yliopistojen kanssa. Hankkeesta valmistui kolme väitöskirjaa: Marja-Leena Laitinen (2003), Jaana Laitinen (2004) ja Satu Turtola (2005), kaikki Joensuun yliopistolle yhteistyössä prof. Riitta Julkunen-Tiiton ja Jorma Tahvanaisen kanssa. Vuosina 2002-2006 hankkeelta ilmestyi 27 kansainvälisetä julkaisua.

Hankkeen vetäjä: Rousi, Matti
Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimipaikka, PL 18, 01301 VANTAA
Puhelin: 029 532 4230
Sähköpostiosoite: matti.rousi@metla.fi

Muut tutkijat: Henttonen, Heikki, VA (2004), Huttunen, Liisa (2005), Yamaji, Keiko (2002)


Sivun alkuun

Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 12.06.2012
Palaute