Hyppää pääsisältöön

Ukrainan sodan vaikutukset yliopistoon

kasvit

Geenimuunnelluilla rauduskoivuilla tehty tutkimus tuottaa uutta tietoa kasvien kemiallisesta puolustuksesta

Rauduskoivun lehtien sisältämät fenoliyhdisteet ja lehtien pinnassa olevat nystykarvat vaikuttavat lehtiä syöviin tunturimittarin toukkiin eri tavoin. Tietyt flavonoidit ja lehtien yläpinnalla sijaitsevat nystykarvat näyttävät vähentävän toukkien syöntiä ja kasvua, eli niillä on toukkia karkottava vaikutus. Niukasti kondensoituneita tanniineja sisältävää lehtiravintoa syöneet toukat kasvoivat verrokkeja paremmin syöntiin suhteutettuna, mikä viittaa siihen, että lehtien normaalisti sisältämät kondensoituneet tanniinit heikentävät ravinnon laatua kasvinsyöjätoukille.

Kokeellisesti kohotettu ultravioletti B -säteily (UVB) lisäsi rauduskoivun lehtien fenoliyhdisteiden kertymistä ja muutti kondensoituneiden tanniinien rakennetta. Rauduskoivu on luonnostaan melko vastustuskykyinen UVB-säteilylle, eikä geenimuuntelun seurauksena muuttunut fenolikoostumus koivuista mitatun kasvun ja yhteyttämisen perusteella heikentänyt rauduskoivun sietokykyä kohotetulle UVB-säteilylle. Kun UVB-säteilyn määrää kohotettiin, rauduskoivut tuottivat enemmän fenoliyhdisteitä lehtiin sekä nystykarvoja lehtien yläpinnoille ja varsiin, mikä tukee näille komponenteille ehdotettua roolia rauduskoivun puolustusmekanismeina auringon haitallista UVB-säteilyä vastaan.

Rauduskoivun lehtien pinnassa olevien nystykarvojen vasteet lämmitykseen, kuivuuteen tai ylikasteluun eivät tue hypoteesia, että nystykarvat suojaisivat kasvia ainakaan lievää kuivuutta tai lämpötilan nousua vastaan.

 

Geenimuuntelu mahdollistaa fenoliyhdisteiden tuotannon ja merkityksen tutkimisen elävissä koivuissa

Rauduskoivu tuottaa suuria määriä fenoliyhdisteitä, joiden tarkkaa ekologista merkitystä ei tunneta. Tällaisia yhdisteitä ovat esimerkiksi flavonoidit ja useista flavonoidiyksiköistä muodostuneet kondensoituneet tanniinit. Flavonoideja ja tanniineja kertyy rauduskoivulla erityisesti lehtiin, mutta myös varsista ja juurista voi löytyä suuria pitoisuuksia. Flavonoidien ja kondensoituneiden tanniinien ekologisen merkityksen tutkimus luonnollisilla rauduskoivulinjoilla on vaikeaa, koska flavonoidi- ja tanniinipitoisuuksiltaan toisistaan poikkeavat koivut voivat erota toisistaan myös lukuisien muiden ominaisuuksien suhteen.

RNA-interferenssi on geeniteknologian menetelmä, jolla pystytään hiljentämään halutun geenin ilmenemistä. Tässä tutkimuksessa RNA-interferenssiä käytettiin vähentämään kondensoituneiden tanniinien esiasteita tuottavien entsyymien pitoisuuksia. Tämä johti siihen, että geenimuunnellut koivulinjat kerryttivät normaalia enemmän flavonoideja, ja kondensoituneiden tanniinien kertyminen väheni tai niiden rakenne muuttui verrattuna alkuperäiseen, muuntelemattomaan kontrollilinjaan. Samalla kondensoituneiden tanniinien tuotannon estäminen heikensi suuresti muunneltujen rauduskoivujen kasvua kontrollilinjaan verrattuna.

Sekä geenimuunneltuja että luonnollisia rauduskoivulinjoja hyödyntävä tutkimus tuotti uutta tietoa rauduskoivun fenoliyhdisteiden ja lehtien nystykarvojen ekologisesta merkityksestä. Tuloksilla on merkitystä esimerkiksi entistä ympäristöystävällisempien kasvinsuoja-aineiden kehittämisen ja rauduskoivun jalostuksen kannalta. Lisäksi projektin tulokset lisäävät tietoa tanniinien tuotannosta lehtipuilla, ja saattavat auttaa vastaamaan kysymykseen siitä, kuinka flavonoidiyksiköt liitetään toisiinsa kasvien tuottaessa kondensoituneita tanniineja.

Filosofian maisteri Paula Thitzin väitöskirja The ecological roles of condensed tannins, flavonoids and glandular trichomes in silver birch (Betula pendula) (Rauduskoivun (Betula pendula) kondensoituneiden tanniinien, flavonoidien ja nystykarvojen ekologinen merkitys) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 11.12. verkossa. Vastaväittäjänä toimii dosentti Maarit Karonen Turun yliopistosta ja kustoksena dosentti Tommi Nyman Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuuden kieli on suomi.

Väittelijän painolaatuinen kuva

Tilaisuus verkossa

Väitöskirja verkossa