Roche 454 FLX -sekvenssori on yleinen genomikartoituksissa käytettävä laite. Kuva: Stephan C. Schuster

Yliopistolta yhteistyössä ovat mukana professori, tutkimusjohtaja Yrjö Helariutta (HY, Biotekniikan instituutti) ja professori Jaakko Kangasjärvi (HY, Biotieteellinen tiedekunta, Bio- ja ympäristötieteiden laitos). Yhteistyössä on kyse pohjoismaiden ensimmäisestä metsätaloudellisesti tärkeillä puulajeilla tehtävästä genomin kartoituksesta. Ruotsissa on Umeå Plant Science Center lähes samanaikaisesti päättänyt ryhtyä vastaavaan kartoitukseen kuusella.

Geenikartoituksen sekvensointitekniikka on viime vuosina ottanut pitkiä kehitysaskeleita ihmisgenomiikkaan sijoitettujen panostusten ansiosta. Mallikasvina käytetyllä lituruoholla kehitettyjä menetelmiä ollaan nyt valmiit soveltamaan metsäpuille, joista rauduskoivu on Suomessa katsottu aluksi sopivimmaksi. Metsäntutkimuslaitos vastaa perimän kartoitukseen soveltuvan koivuaineiston hankinnasta, itse kartoitus tehdään myöhemmin Helsingin yliopiston toimesta tarvittavan rahoituksen järjestyttyä

Vanhat itsepölytysaineistot arvoon arvaamattomaan

Perimän kartoituksessa tarvitaan puita, joiden perimä on mahdollisimman yhtenäinen (alhainen heterotsygotia-aste). Tähän tarkoitukseen ovat ihanteellisia Haapastensyrjässä 1970-1990 -luvuilla Metsänjalostussäätiön toimesta kehitetyt koivun itsepölytyslinjat (kolmannessa ja neljännessä sukupolvessa). Itsepölyttyneiden puiden DNA -näytteistä tarkastellaan aluksi heterotsygotian määrää, minkä jälkeen sopivin puuyksilö valitaan lopulta kartoitettavaksi. Valitun yksilön perimää tullaan käyttämään jatkossa vertailuaineistona, johon muita ominaisuuksiltaan kiinnostavia puita verrataan. Sekvensoitavasta puusta tulee todennäköisesti maailman kuuluisin koivu pitkäksi aikaa.

Tässäkö pian maailman kuuluisin koivu? Koivunjalostaja Risto Hagqvist esittelee neljännen polven itsepölytystaimia, jotka ovat ehdolla geenikartoitukseen. Kuva:Matti Haapanen

Geenikartasta hyötyä koivulle ilmaston muuttuessa

Perimän kartoitusta seuraa jalostuksellisesti tärkeiden geenien ja merkkigeenien sijainnin, toiminnan ja vaikutuksen selvittäminen. Lopullisena päämääränä on tulevaisuudessa geenikarttoihin ja merkkigeeneihin osittain perustuva jalostus, joka maatalouskasveilla on jo arkipäivää Suomessakin. Tällöin mukaan voitaisiin helposti ottaa kokonaan uusia, tulevaisuudessa tärkeiksi katsottavia ominaisuuksia, kuten muuttuvan ilmaston mukanaan tuomien stressien parempi sietokyky. Koivun stressigeenejä on Helsingin yliopistossa tutkittu jo pitkään. Uudella tekniikalla jalostusta on mahdollista nopeuttaa, millä on merkitystä pyrittäessä pysymään mukana ympäristön nopeissa muutoksissa. Genomitieto auttaa meitä myös muuten ymmärtämään tärkeiden ominaisuuksien geneettistä pohjaa ja sitä kautta suunnittelemaan jalostusta entistä tehokkaammaksi.

Koivulle itsepölytykseen perustuva uusi jalostuslinja

Muista metsäpuiden jalostusmenetelmistä poiketen rauduskoivulla ryhdyttiin 1970-luvulla tutkimaan itsepölytyksen hyödyntämistä jalostuksessa. Peräkkäisillä itsepölytyksillä luotiin Haapastensyrjässä itsepölytyslinjoja, jotka tämän jälkeen risteytettiin keskenään. Tarkoituksena oli hyödyntää heteroosia eli risteymäjälkeläisten kantavanhempiaan nopeampaa kasvua. Menetelmä on tuttu lukion biologian kirjasta hybridimaissin jalostuksesta, ja teorian mukaan sen piti toimia myös metsäpuilla. Metlan tutkimusten mukaan näin on käynytkin (esim. Wang ym. 1996). Tilavuuskasvun jalostushyödyt voivat olla parhaimmillaan moninkertaisia perinteiseen rauduskoivun valintajalostukseen verrattuna. Vuonna 2009 menetelmää alettiin soveltaa rauduskoivun jalostuksessa omana erillislinjanaan.

Lisätietoja:

• Koivunjalostaja Risto Hagqvist, p.010 211 2925, risto.hagqvist @ metla.fi
• Metinfo Metsänjalostus