Takaisin

Kevättaskuruoho pystyy keräämään ja sietämään erilaisia metalleja säätelemällä geeniensä ilmentymistä

Väitös kasvibiologian alalta
Väittelijä: FM, MMM Pauliina Halimaa
Väitösaika ja -paikka: 30.3.2016 klo 12.00, Sn201 Snellmania, Kuopion kampus

Sinkkiä, kadmiumia tai nikkeliä keräävän kevättaskuruohon populaatiot ilmentävät metallien kuljetukseen kytkeytyviä geenejä eri tavalla.

FM, MMM Pauliina Halimaan väitöskirjatyössä selvitettiin kasvien raskasmetallien sietoon ja kertymiseen osallistuvia mekanismeja. Näiden mekanismien tunteminen auttaa esimerkiksi jalostettaessa ravintoarvoltaan parempia viljelykasveja. Tietoa voidaan soveltaa sekä tärkeiden ravinteiden, kuten sinkin ja raudan määrän lisäämiseen kasvien syötävissä osissa, että haitallisten metallien, kuten kadmiumin määrän vähentämiseen. Toisaalta kasvien avulla voidaan pyrkiä puhdistamaan metalleilla saastuneita maita sekä mahdollisesti kerätä talteen arvokkaita metalleja.

Suurten raskasmetallimäärien tahallinen kerääminen lehtiin on harvinainen ominaisuus kasveilla, koska yleensä kasvit pyrkivät välttämään näitä myrkkyjä. Tutkimuksessa hyödynnettiin yleisesti metallien hyperakkumulaation mallikasvina käytettävää kevättaskuruohoa, jonka erilaisissa maaperissä kasvavat populaatiot keräävät lehtiinsä erilaisia määriä sinkkiä, kadmiumia tai nikkeliä. Kevättaskuruohoa esiintyy yleisesti Suomessa, ja kuopiolaisilla pihoilla se on kevään ensimmäisiä kukkivia luonnonkasveja.

Tutkimuksessa selvitettiin eri kevättaskuruohopopulaatioiden eroja geenien rakenteissa ja ilmentymisessä syväsekvensointimenetelmällä, jota kutsutaan myös seuraavan sukupolven sekvensointimenetelmäksi. Tutkimuksessa havaittiin, että kevättaskuruohon eri populaatioissa on suuria eroja metallien kuljetukseen liittyvien geenien ilmentymisessä jopa olosuhteissa, joissa kasveille ei ole tarjolla poikkeuksellisen suuria metallimääriä. Kun tutkittiin tarkemmin kadmiumin aiheuttamia muutoksia geenien ilmentymisessä, havaittiin populaatioiden välillä eroja erityisesti kasveillekin välttämättömän raudan aineenvaihdunnassa. Lisäksi eri populaatiot käyttävät erilaisia keinoja metallien keräämiseen ja sietoon, mikä näkyi selvinä eroina geenien rakenteissa ja ilmentymisessä.

Tutkimus tuotti uutta tietoa siitä, miten kasvit pystyvät geenien ilmentymistä säätelemällä keräämään ja sietämään esimerkiksi kadmiumia tai nikkeliä. Tutkimuksessa saatiin myös viitteitä siitä, että eri populaatioissa on geenimuunnoksia, jotka vaikuttavat eri metallien kertymiseen. Tutkimuksessa tuotettiin laajin metallihyperakkumulaattoreista julkaistu tietoaineisto. Yhdessä lähiaikoina julkaistavan kevättaskuruohon genomitiedon kanssa aineisto avaa aivan uusia mahdollisuuksia metallien kuljetuksessa käytettävien geenien tutkimiseen.

FM, MMM Pauliina Halimaan kasvibiologian alaan kuuluva väitöskirja Mechanisms for different metal hyperaccumulation and hypertolerance in Noccaea caerulescens accessions (Kevättaskuruohopopulaatioiden erilaiset keinot kerryttää ja sietää metalleja) tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori David E. Salt, University of Aberdeen ja kustoksena professori Sirpa Kärenlampi, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/9794?encoding=UTF-8