Ohra on eräs tärkeimpiä ja eniten viljeltyjä viljakasveja. Laaja viljelyala on mahdollinen, koska ohra on sopeutunut hyvin erilaisiin kasvuympäristöihin. Ohran jyvän laadunmuodostumista ja kasvuolojen vaikutusta siihen ei tunneta aukottomasti. Siksi tämän projektin tarkoituksena onkin lisätä ymmärtämystä siitä, miten jyvän kehittymisessä ilmenevä genotyyppi x ympäristö -yhdysvaikutus on yhteydessä laadunmuodostumiseen. Tätä tietoa tarvitaan niin lajikkeiden edelleen kehittämiseksi kuin ohraa raaka-aineenaan prosessoivan teollisuudenkin tarpeisiin. Jyvän kehittymiseen liittyvien fysiologisten ja biokemiallisten prosessien vuorovaikutuksen tunteminen antaa pohjan tähän liittyvän geneettisen säätelytoiminnan tutkimiseen.Tutkimusprojektimme päämääränä on lisätä ja laajentaa tietoa jyvän kehitysfysiologiasta ja biokemiasta, erityisesti miksi ja miten erilaisissa kasvuoloissa tuotetut ohraerät eroavat laadultaan toisistaan. Tähän pyrimme tutkimalla kuinka eri kasvuolot vaikuttavat endospermisolujen lukumäärään ja solujen täyttymisasteeseen (pakkautuneisuuteen) ja mikä merkitys näillä tekijöillä on jyvän koostumukseen ja tekstuuriin. Näiden vuorovaikuttavien mekanismien selvittämiseksi käytämme monitieteistä lähestymistapaa: parantunut ymmärtämys jyvän kehitysfysiologiasta ja biokemiasta antaa pohjan tutkia myös hankkeen loppuvaiheessa laadun muodostumiseen kytkeyneiden geenien ekspressiota.Hypoteeseinamme on, että 1) kasvuolot, jotka vain hetkellisestikin aiheuttavat häiriötä kasvin lähde-kohde vuorovaikutuksessa endospermisolujen jakaantumisen ja täyttymisen aikaan, vaikuttavat ohran jyvän mikrorakenteeseen, erityisesti solumäärään, soluseinän rakenteeseen, solujen täyttyneisyyteen ja endospermin jauhoisuuteen/lasisuuteen. 2) Nämä vaikutukset korostuvat viljeltäessä ohraa pohjoisilla leveysasteilla, koska kasvustojen ja jyvien kehittyminen on nopeaa. Tämä myös johtaa siihen, että kasvuston mahdollisuudet kompensoida aiheutuneita haittoja ovat vähäisemmät. 3) Kasvustossa esiintyy samanaikaisesti eri kehitysvaiheissaan ja erilaisessa fysiologisessa tilassa olevia jyviä eli esiintyy kasvin sisäistä ja kasvien välistä variaatiota. Siksi ympäristötekijöiden vaikutus vaihtelee jyvästä toiseen riippuen vaikuttavan tekijän ajoittumisesta ja kestosta. Tämä taas lisää sadossa ilmenevää laadullista epähomogeenisuutta.Saavuttaaksemme päämäärät ja testataksemme hypoteesit, viittä ohralajiketta viljellään Suomessa kolmella eri paikkakunnalla sekä lisäksi Etelä-Ruotsissa ja Ranskassa. Suomessa käytetään lisäksi kolmea kylvöaikaa, jotta saamme monipuolisen aineiston analysoitavaksi. Eri kylvöaikoja käytettäessä kehitysvaiheet saadaan altistetuksi jokaisena koevuotena myös samoilla koepaikoilla erilaisille ympäristöoloille. Sääaineiston lisäksi kerätään riittävästi tietoa maalajista ja maaperän ominaisuuksista, jotta aineiston käsitteleminen dynaamista mallia apunakäyttäen on mahdollista. Kasvustonäytteitä kerätään toistuvasti ennen kukintaa. Näistä analysoidaan mm. kasvuston rakenne ja kukinnon kehittyminen, jotta voidaan ymmärtää jyväsadossa ilmenevän laadullisen heterogeenisuuden syyt. Kehittyviä jyviä kerätään toistuvasti pölyttymisen tapahduttua. Tarkoituksena on tutkia kuinka pitkään ohran jyvän solunjakaantumisvaihe jatkuu pohjoisissa kasvuoloissa, analysoida maksimaalinen endospermisolujen määrä, solujen täyttyneisyys ja mikrorakenne. Lisäkokeita järjestetään kasvatuskammiossa. Tällöin varmistetaan peltonäytteiden perusteella havaittujen ilmiöiden paikkaansa pitävyyttä ja kerätään näytteet geenisäätelyn tutkimiseksi. Kasvumalleja (mixed modelling) käytetään apuna moniulotteisen ja vuorovaikutteisin aineiston integroimiseksi ja esittämiseksi.
Vastaava tutkija
Peltonen-Sainio Pirjo Hankkeen kesto 2002 - 2004
Asiasanat
ohra, jyvä, solumäärä, koostumus, kehitys, endospermi, kasvuolot, lasimaisuus, rakenne, mallinnus
Hankkeen vaihe: Päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Luonnonvarakeskus Luken järjestelmästä.
|