University of Helsinki Peruna maailmalla Jari Valkonen Akatemiaprofessori Maataloustieteiden laitos Helsingin yliopisto Peruna 2020 -seminaari Helsingin yliopisto Fokuksessa peruna Esityksen kuvat: Jari Valkonen Kansainvälisen perunavuoden (IYP 2008) kotisivusto C. Crissman, Kansainv. perunakeskus (CIP) Flickr homepage Perunanviljelyä Perun Andeilla 1
Chuño, freeze-dried potato (Vincent van Gogh 1885) Van Gogh Perunan konnaisviennin arvo1986-2005 (US$) 3,500,000 3,000,000 2,500,000 Frozen Fresh 2,000,000 1,500,000 1,000,000 500,000 0 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Source: www.faostat.org 2
Perunan kansainvälistä kauppaa vauhdittaneet keksinnöt 1956: Malcom McLean aloitti kansainväliset konttikuljetukset 1963: FAO tilastoi perunapakasteiden viennin ensikertaa (5,000 tn Kanadasta) - mutta ei tuontia! Perunapakasteiden vientimaat 2005 Teollisuusmaat (1000MT) Osuus Alankomaat 1,223 Kanada 956 Belgia 768 USA 555 80% Kehitysmaat Argentiina 90 Saudi-Arabia 59 Egypti 21 Kiina 16 Intia 8 Etelä-Afrikka 4 4% Koko maailma 4,378 Source: www.faostat.org Perunan tuonnin arvo alueittain 1986-2005 (US$) 3,000,000 2,500,000 2,000,000 1,500,000 Frozen Industrial Fresh Industrial Frozen Developing Fresh Developing 1,000,000 500,000 0 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Source: www.faostat.org 3
Maailman perunantuotanto 1991-2007 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 Maat Milj. tn Teollisuus 183.13 199.31 177.47 174.63 165.93 166.94 160.97 159.99 155.56 Kehitys 84.86 101.95 108.50 128.72 135.15 145.92 152.11 160.12 165.15 Kaikki 257.25 301.27 285.97 303.36 301.08 312.86 313.09 320.11 321.69 Lähde: FAOSTAT Suurimmat tuottajat 2006-2007 Määrä (tn), 2007 Kg per hlö, 2006 1. Kiina 72 000 000 1. Valko-Venäjä 835.6 2. Venäjä 36 784 200 2. Alankomaat 415.1 3. Intia 26 280 000 3. Ukraina 414.8 4. Ukraina 19 102 300 4. Tanska 291.1 5. USA 17 653 920 5. Latvia 286.0 6. Saksa 11 604 500 6. Puola 271.5 7. Puola 11 221 100 7. Belgia 267.4 8. Valko-Venäjä 8 744 000 8. Liettua 261.2 9. Alankomaat 7 200 000 9. Venäjä 259.0 10. Ranska 6 271 000 10. Kirgistan 219.4 Suomi 257 000 62.5 Ilmastonmuutos on vain yksi haasteista Maailman väestö kasvaa Jo nyt 0.84 miljardia ihmistä on aliravittuja Väestönkasvu keskittyy Makeasta vedestä on jo nyt pulaa 2009 Uusiutuvien luonnonvarojen tehokkaampi ja kestävämpi käyttö ovat joka tapauksessa järkevä ja tärkeä tavoite tulevaisuudessa Bio-varojen riittävyys sekä ruoaksi että bioenergian lähteeksi? Perunantuotanto alueittain 1971-2006 Million metric tonnes 50 100 150 200 250 1970 1980 1990 2000 2010 Year Developed Developing Source: Walker in preparation 4
ILMASTONMUUTOS - RUOKATURVA Viljan maailmanmarkkinahinnan kehitys Hinnannousulla yhteys bioenergian (etanolin) tuotannon kasvuun Fokuksessa peruna Helsingin yliopisto Kuoriperuna käytetään paikallisesti. Maailmankaupan suhdanneheilahtelut eivät vaikuta perunan hintaan, toisin kuin on laita leipäviljan osalta. Perunalle on muodostumassa merkittävä rooli kehitysmaiden ruokaturvassa. Perunan tuotanto henkeä kohti Piste edustaa miljoonaa ihmistä. Tummin vihreä: tuotanto > 100 kg / henki Keltainen : tuotanto < 5 kg / henki Theisen et al in preparation 5
Perunantuotanto Afrikassa Osuus viljelyalasta Itä-Afrikka 71% Punainen piste = 1,000 ha Keltainen = 100 ha Eteläinen Afrikka 21% Länsi- Afrikka 8% Pohjois-Afrikassa tuotanto modernia, teollisuuteen ja vientiin suuntautunutta. Lähde: FAOSTAT (2007) exc. Malawi (FEWSNET) Saharan etelänpuoleinen Afrikka: kasvien viljelyalan suhteelliset muutokset 240 220 200 180 160 140 Sweet potatoes Potatoes Beans, dry Yams Wheat Cassava Rice, paddy Maize Peruna Bataatti 120 100 80 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Lähde: www.faostat.org Perunantuotannon indeksit - Saharan eteläpuolinen Afrikka 300 250 200 Area Production Yield 150 100 50 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2006 Tuotanto: 8 miljoonaa tonnia Ala: 1.1 miljoonaa ha Sato: 7.5 tn/ha (Suomessa > 30 tn/ha) Lähde: www.faostat.org 6
Ongelmia/Puutteita: Heikko infrastruktuuri Huono sato ja laatu Tuotantoketjut Järjestäytyminen Koulutusta, teknologian siirtoa tarvitaan! Perunan tehokkuus ja terveellisyys ruoka(turva)kasvina Tuottaa 2 x enemmän kuiva-ainetta ja 10 x enemmän syötävää biomassaa pinta-alaa kohti kuin viljat (energiatehokas) Käyttämäänsä vesilitraa kohti tuottaa 2 x enemmän valkuaisaineita kuin vehnä ja maissi, ja sisältää 4 x enemmän kalsiumia kuin riisi (säästeliäs veden käyttö). Sisältää (keitettynäkin) C-vitamiinia, toisin kuin vilja Ravitsemuksellisesti tasapainoisesti hivenaineita, valkuaisaineita, vitamiineja, kuitua ja vettä Peruna funktionaalinen elintarvike Perunan entsyymit hajottavat perunan muita valkuaisaineita mukuloissa. Hajoamistuotteet estävät voimakkaasti ihmisen ACE I-entsyymin toimintaa. ACE I estoa käytetään verenpaineen alentamiseen (sydän- ja verisuonitautienehkäisyyn) Mäkinen ym. 2008. J. Agr. Food Chem. 58:5875-83 7
Kasvimolekyylibiologian tietämyksen kasvu ja modernit tutkimusmenetelmät mahdollistavat perunan ja hyötymikrobien muokkaamisen vastauksena muutoksien aiheuttamiin haasteisiin. Taudinkestävyys, kasvinsuojelu Kuivuudenkestävyys ja lämpötilan vaihtelun sieto Päivänpituussäätely Ravitsemuksellisen arvon parantaminen Perunan genomin geneettinen koodi on avattu viime vuonna: Ominaisuuksien muokkaaminen toista lajiketta tai lajia esimerkkinä käyttäen LÄMPÖTILAN MUUTOS? Joulu-Helmi Kesä-Elokuu SADEMÄÄRÄN MUUTOS? 8
Tarvitaan muutoksiin sopeuttavia toimenpiteitä Kansainväliset toimet lieventänevät ilmastomuutosta, mutta eivät pysäytä sitä. (Van Vuuren ym. 2008. PNAS 105:15258-16262) 140: 136-147, January 8, 2010 Kasvien lämpömittari on histoni H2A.Z Estää tai sallii geenien ilmenemisen lämpötilan muuttuessa Kylmään ja kuumaan sopeutuminen Histoniin H2A.Z vaikuttamalla voidaan esim. korvata lämpötilan vaikutukseen perustuva kukintaan virittäminen (vernalisaatio) Perunan A-viruksen VPg-proteiini kuljetetaan tumaan ja edelleen tumajyväseen, jossa se häiritsee kasvin viruspuolustusta Rajamäki & Valkonen 2009, Plant Cell 21: 2485-2502 9
Perunan maltokaariviruksen levinneisyys P- ja E-Amerikka Maltokaariviruksen testaus oireiden perusteella on EPÄLUOTETTAVAA % Oireelliset Oireeton tartunta Ei kestävyyttä lajikkeissa geenitekniikkasovellukset? Latvala-Kilby et al. 2009, Phytopathology 99:519-531. Virus joutuu RNA-hiljennyksen kohteeksi kasvissa Kasvi toipuu RNA-hiljennyksen avulla Virus häiritsee RNA-hiljennystä ja kasvi sairastuu Jari Valkonen 10
Virus-RNAhiljennyksen kohteena Virus-RNA:ta hajottamalla syntynyt pikkurna Hamilton & Baulcombe, 1999, Science 286:950-952 Jari Valkonen PikkuRNA-molyykyylien sekvensointi paljastaa virukset kasvinäytteestä Uusi, kattavin virusdiagnostiikan lähestymistapa Kreuze ym. 2009, Virology 388: 1-7 PikkuRNA-molekyylien kokojakauma Näyte Sekvenssien lukumäärä Valkonen ym. 2009 Perunan bakteeritaudinaiheuttajien tunnistaminen mikrosirulla on jo mahdollista Diagnostinen mikrosiru Puhdistetut, tarkastetut lisäysmateriaalit Kasvipassi Aittamaa et al. 2008. Mol. Plant Pathol. 9:705-717 11
Bakteerigenomien koodin tuntemus mahdollistaa tehokkaan ja tarkan tunnistamisen Prove-it TM -Sepsis Tube array Prove-it TM -Herpes Ensimmäinen suomalainen kaupallisesti saatava mikrosirutesti taudinaiheuttajille Oligonucleotide array Tube array Tube array Tissari et al., julkaistu Lancet-lehdessä sähköisesti 10.12. 2009 Mobidiag Geenimerkki- ja Molekyylidiagnostiikkalaboratorio Department of Crop Science Makerere University Kampala, Uganda Kun olemme oppinneet teknologian teemme itse ne sovellukset, joita tarvitsemme" Kasvinjalostuksen professori emeritus Patrick Rubaihayo Makerere University Uganda Maatalous-metsätieteellisen tiedekunnan kunniatohtori Kiitos! Suomen Latu 12