|
Suomen Akatemian rahoittamassa nelivuotisessa hankkeessa tutkimme natojen (Festuca) lajiutumista, sekä natojen ja niiden sisällä systeemisenä elävien endofyyttisten sienten yhteistä evoluutiota. Mallikasveina käytämme natoja (esim. puna-, nurmi- ja ruokonata), joita käytetään yleisesti myös nurmiviljelyssä. Endofyyttiset mikrosienet "löydettiin" Yhdysvalloissa ja Uudessa Seelannissa, kun erityisen elinvoimaista uutta ruokonatalajikketta, ("Kentucky-31") laiduntaneilla naudoilla ja lampailla havaitut myrkytykset osoittautuivat endofyyttisten sienten tuottamien alkaloidien aiheuttamiksi. Sittemmin endofyyttien on lukuisissa tutkimuksissa todettu voivan lisätä kasvien kasvua, vastustuskykyä kasvinsyöjiä ja kasvitauteja vastaan, sekä sietokykyä erilaisille ympäristöolosuhteille. Koska endofyyttisten sienten tiedetään vaikuttavan monenlaisiin kasvi-kasvi, kasvi-tauti ja kasvi-kasvinsyöjäsuhteisiin sekä lisäävän kasvin kasvua ja lisääntymistä, niihin liittyvät haitat rehunlaadussa ja mahdollisuudet mm. kasvinsuojelussa huomioidaan nykyisin nurmikasvien jalostuksessa ja lajikekaupassa sekä Yhdysvalloissa että Uudessa Seelannissa. Euroopassa kiinnostus endofyyttien merkitykseen maataloudessa on kuitenkin vasta heräämässä. Perus- ja soveltavan tutkimuksen kannalta heinien endofyytit ovat erityisen mielenkiintoisia, koska endofyyttinen sieni on kuin mikä tahansa kasvilinjassa periytyvä ominaisuus. Kasvaessaan systeemisesti kaikkiin isäntäkasvinsa maanpäällisiin osiin, sienirihma kasvaa myös kukintoihin ja niissä kehittyviin siemeniin, ja sitä kautta sieni siirtyy siemenen alkion solukon mukana seuraavaan kasvisukupolveen (vertikaalinen siirtyminen). Systeemisten heinäendofyyttien ja niiden isäntäkasvin välistä suhdetta pidetään mutualistisena, eli molempia osapuolia hyödyttävänä, koska 1) sieni saa kaikki tarvitsemansa resurssit isäntäkasvilta ja sen leviäminen on täysin isäntäkasvista riippuvaa, ja 2) isäntäkasvi taas hyötyy sienestä vastustuskykynsä parantuessa kasvinsyöjiä ja kasvitauteja vastaan, parempana kuivuuden- ja tulvansietokykynä, sekä kasvaneena kilpailukykynä muiden kasvien kanssa. Toisaalta tiedetään myös, että monet endofyyttisistä sienistä ovat kasvitautien oireettomia (latentteja) elinkierron vaiheita, ja usein läheistä sukua monille vakaville kasvitaudelle. Turussa, Jokioisissa ja Utsjoella toteutettavien kasvihuone ja kenttäkokeiden avulla, tutkimme miten kasvin ja sienen geneettinen yhteensopivuus vaikuttaa erilaisissa ympäristöissä kasvi-endofyytti suhteen laatuun ja pysyvyyteen;eli, mitkä tekijät vaikuttavat siihen esiintyykö sieni latenttina endofyyttinä vai tautina, ja miten endofyytti-kasvisuhde muuttuu vaikkapa ilmaston muuttuessa. Teoreettisena lähtöoletuksena on se, että systeemisten endofyyttisten sienten ja niiden isäntäkasvien elinkiertojen evoluutio sekä endofyytin ja isäntäkasvin symbioosi (kuten mikä tahansa monimutkainen ekologinen vuorovaikutussuhde) on dynaaminen, koska osapuolten suhteesta saamat hyödyt ovat harvoin yhtä suuria, ja vastakkaiset valintapaineet horjuttavat niitä helposti. Alustava havainnot ovat osoittaneet, että luonnossa infektiot ovat yleisempiä Pohjois-Suomessa, missä myös heinien lajiutuminen vaikuttaisi olevan erityisen voimakasta. Erityisen kiinnostavaa soveltavan tutkimuksen näkökulmasta on se, miten nurmikasvien lajikejalostus poimii luonnossa tavattavasta monimuotoisuudesta käyttölinjoja maatalouden (esim. rehun ja energiantuotanto) ja rakennetun ympäristön tarpeisiin (esim. nurmikot, virkistysalueet ja teiden pientareet). Kasvinjalostuksen näkökulmasta mielenkiintoista on se, miten heinäendofyytit voidaan huomioida kasvintuotannossa, kasvinsuojelussa ja eläinravitsemuksessa.
Vastaava tutkija
Saikkonen Kari Hankkeen kesto 2011 - 2014
Asiasanat
jalostus, rehun laatu, endofyyttinen mikrosieni, nata, punanata, nurminata, ruokonata, Neotyphodium, koevoluutio, nurmikasviviljely, biologinen torjunta
Hankkeen vaihe: Päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Luonnonvarakeskus Luken järjestelmästä.
|
