Solukkolisäyksen mahdollisuudet havupuiden taimituotannossa

Transkriptio

1 Solukkolisäyksen mahdollisuudet havupuiden taimituotannossa BIOKOKKOLA Tuija Aronen 1 Tuija Aronen

2 EAKR-hanke Kasvullinen lisäys osaamista ja teknologiaa biotalouden tueksi Yhteistyössä: Itä-Suomen yliopisto, Luonnonainetutkimuslaboratorio; Taimityllilä Oy; Metsänjalostusohjelma EAKR-hanke Kuusen kasvullinen lisäys kohti tulevaisuuden taimituotantoa Yhteistyössä: Mikkelin ammattikorkeakoulu & Elektroniikan 3k-Tehdas; UPM Joroisten taimitarha; SweTree Technologies Ab; Valoya Oy; Metsänjalostusohjelma 2 Tuija Aronen

3 Metsä on biotalouden tärkein raaka-aine Suomessa 3 Tuija Aronen Punkaharju

4 Metsänjalostuksella voidaan parantaa metsien tuotosta ja puutavaran laatua Valinnan, risteyttämisen ja testauksen avulla parannetaan viljeltävien puiden ilmastonkestävyyttä, kasvua ja laatua Esim. männyn tilavuuskasvussa on jalostuksen avulla saavutettu 25 % lisäys ja myös laatu on parantunut

5 Jalostetusta kuusen metsänviljelyaineistosta on pulaa Jalostettu metsänviljelyaineisto tuotetaan siemenviljelyksillä (osa jalostushyödystä menetetään taustapölytyksen takia) Jukka Antola, : 900 kg 600 kg 1.5 gen. 1. gen. Kuusen sv-siemenestä on ajoittain vakava pula epäsäännöllinen kukinta taudit ja tuholaiset 5 Tuija Aronen

6 Metsäpuiden kasvullinen lisäys... tuottaa taimia, jotka ovat monistettavan yksilön kopioita parhaista perheistä ja puista ominaisuuksiltaan yhtenäistä aineistoa nopeasti tuotantoon mahdollisuus tuottaa halutunlaista (koriste-, kestävyys- tai kuituominaisuudet) tai tiettyihin oloihin sopeutunutta aineistoa mahdollisuus säädellä perinnöllistä monimuotoisuutta Solukkolisäys on tehokkain kasvullisen lisäyksen menetelmistä. 6 Tuija Aronen

7 Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Viljelmät aloitetaan pintasteriloiduista siemenalkioista, jotka ovat peräisin parhaiden puiden risteytyksistä

8 Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Siemenalkiosta kasvamaan lähtenyttä embryogeenistä solukkoa voidaan monistaa rajattomasti

9 Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Solukkoviljelyalustan kasvihormoneita vaihtamalla esialkiot saadaan kehittymään kypsiksi kasvullisiksi alkioiksi Kypsät alkiot idätetään solukkoviljelyalustalla ja koulitaan sirkkataimina kasvihuoneelle

10 Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Kasvihuoneella solukkotaimet sopeutetaan normaaleihin kasvihuoneolosuhteisiin vähitellen Kasvihuone- ja taimitarhakasvatuksen jälkeen solukkotaimet ovat valmiita istutettavaksi

11 Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Viljelmien aloitus Monistus Alkioiden kypsytys.. ja idätys Viljelmien pitkäaikainen syväjäädytys Lyhytaikainen kylmä- tai pakkassäilytys / Keinosiemen Kuva Jens Find 11

12 EAKR-hanke Kasvullinen lisäys osaamista ja teknologiaa biotalouden tueksi ; tulokset Kuuselle laboratoriomittakaavassa toimiva solukkolisäysmenetelmä Solukkokuusia metsänviljelyyn Yli 2600 solukkolinjaa (I ja II jalostusvyöhyke) kryopreservoitu Noin 1600 linjaa testattu laboratoriossa alkiotuotannon suhteen Ensimmäiset solukkotaimet istutettu kentälle Tuija Aronen

13 Solukkotaimien tuotannon kannattavuus edellyttää menetelmän tehostamista ja automatisointia..tämän saavuttamiseksi teemme parhaillaan tutkimusta 13 Tuija Aronen

14 Kuusen solukkolinjojen hallinnan ja alkiotuotannon tehostaminen Tietokanta- ja tunnistejärjestelmät suurien linjamäärien hallintaan (säilytys syväjäädytettyinä / viljely) LED-valaisuteknologia: energiansäästö viljelyssä & mahdollisuus vaikuttaa alkioiden ja taimien kehitykseen Bioreaktorisovellukset viljelmien monistukseen ja alkioiden massatuotantoon 14 Tuija Aronen

15 Kuusen solukkotaimien alkukasvatuksen ja kenttätestauksen tehostaminen Idätys- ja alkukasvatusolosuhteiden optimointi: - lämpötila, kosteus, valaistus Automatisoitu koulinta: - minipotit /-kasvihuoneet - laadukkaiden alkioiden tunnistus Solukkotaimien testaus pistokasemoina 91 % juurtuu turvealustassa integraatio metsänjalostuksen kanditestaukseen jatkomonistus pistokkaina? 15 Tuija Aronen

16 Kuusen solukkotaimien tuotannon pilotointi yhteistyökumppanien kanssa SweTreen kehittämän teknologian ( Fluidics ) testaaminen suomalaisilla linjoilla Luken tutkimuslaboratorion tuottamien solukkotaimien koekasvatus UPM:n taimitarhalla Arvio teknologioiden toimivuudesta ja yhteensopivuudesta Toimijoille mahdollisuus suunnitella erikoistumista ja mahdollisia kumppanuuksia solukkotaimien tuotantoketjussa Kuvat SweTree / Scan. J. For. Res Tuija Aronen

17 Kasvullisesti lisätyt taimet metsänviljelyssä Kenttätestattujen linjojen yhdistelminä Massamonistettuina perheinä 17 Tuija Aronen

18 Kuusen erikoismuodot viherrakentamiseen Kotimaista, kestävää aineistoa korvaamaan tuontitaimia Erikoismuotojen risteytyksistä syntyneet solukkolinjat - istutettu kenttätesteihin 2014 saatavissa kaupalliseen lisäykseen koristeominaisuuksien varmennuttua 10/26/2015

19 Männyn juurikääpäkestävyyden testaaminen - Tuotettu männyn solukkotaimia uuteainepitoisuudeltaan tunnetuista linjoista testataan näiden juurikääpäkestävyyttä laboratoriossa, kasvihuonesaastutuksin ja kenttäkokeessa - Lisää solukkoviljelmiä testattavaksi juurikäävän saastuttaman kenttäkokeen terveistä ja sairaista puista Löytyykö kestäviä genotyyppejä (monistettavaksi)? Onko kestävyyden testaamiseen kehittävissä pikamenetelmää?

20 Somatic embryogenesis Entä jos solukkoviljelmät voisi aloittaa aikuisista, ominaisuuksiltaan tunnetuista puista?

21 2015: Kasvullisia alkioita tuottava solukkoviljelmä onnistuttu aloittamaan kuusen silmusta Pitkittäisleikkaus 3-vuotiaan kuusen solukkotaimen silmusta Silmusta lähtenyttä alkiontuottokykyistä solukkoa Esialkioita viljelmässä,, värjätty mikroskooppinäyte Kehittymässä olevia kasvullisia alkioita silmulähtöisestä viljelmästä

22 Lisätietoa havupuiden kasvullisestä lisäyksestä Opaskirja Kuusen solukkolisäys Videoita, 360 -kuvia ym metsäntutkimus, kasvullinen lisäys 22

23 Punkaharjun kasvullisen lisäyksen ja kryopreservaation tutkimustilat ovat osa EU:n Trees4Future infrastruktuuriverkostoa KIITOS! 23 Tuija Aronen

24 Kuusen solukkolisäys: Saila Varis, Frida Lappalainen, Mikko Tikkinen, Susanne Heiska, Laura Jaakola Kuusen erikoismuodot: Teijo Nikkanen Männyn solukkolinjojen sienikestävyys: Jinrong Lu, Anni Harju, Martti Venäläinen, Jarkko Hantula, Tuula Piri, Seppo Ruotsalainen Luken taitava laboratorio- ja kenttähenkilöstö Yhteistyökumppanit: UEF, Taimityllilä, MAMK & 3K, UPM, SweTree, Valoya, Metsänjalostusohjelma Rahoittajat KIITOS! 24 Tuija Aronen