Geenivarojen säilytys 1. Säilytys alkuperäisellä viljelypaikalla. 2. Siirrettynä geenipankkien kokoelmiin. Maatalouden viljelykasvit Siementen säilytys yleistä. Kasvullisesti lisättävät puutarhakasvit Elävinä kasveina kenttäkokoelmissa, hyönteistiiviissä kasvihuoneessa tai verkkohuoneessa. Laboratoriossa in vitro hitaan kasvun olosuhteissa Kryosäilytys nestetypessä tai sen kaasufaasissa. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 1
Geenivarakokoelmien turvasäilytys Marjatta Uosukainen
Kokoelmat ovat kentällä luonnon armoilla Kasvullisesti lisättävien kasvien kenttäsäilytyksessä on ongelmia Vaikea hallita tauteja tuholaisia, kasvit ikääntyvät. Geenivarakentillä ei ole lain suojaa Katastrofitilanteet luonnon, ihmisten tai eläinten aiheuttamat usein ennakoimattomat tilanteet. Kenttäkokoelmissa säilytys ei ole ainoana pitkäaikaissäilytysmenetelmänä luotettava. GEENIVAROILLE TARVITAAN TURVASÄILYTYS Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 3
1. Taudit ja tuholaiset Kokoelmiin keräyksissä eri puolilta maata kasviyksilöiden mukana seuraa erilaisia mikrobeja, hyönteisiä, ankeroisia, punkkeja jne. Kokoelmissa kasvit seuralaisineen muodostavat ympärilleen saastuntalähteitä. Ongelmat kumuloituvat koko kokoelmaan. Kansainvälisten suositusten mukaan kasvinterveysongelmiin tulisi suhtautua vakavasti geenivaratoiminnassa. Vaaralliset kasvitaudit uhkaavat myös geenivarakokoelmia. Kasvintuhooja vahingot olisi tehokkainta torjua etukäteen. Periaate on sama kuin varmennetussa taimituotannossa, myös suositellut menetelmät ongelmien torjumiseksi. Kasvintuhoojien riski on kasvanut. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 4
Kasvintuhoojien lisääntymiseen vaikuttavat tekijät (Evira) Ilmaston muutos (25%) Muutokset vektoripopulaatioissa (7%) Uudet viljelykasvit sekä vieras ja tulokaskasvilajit (58%) Kaupan globalisoituminen, kasvimateriaalin lisääntynyt tuonti Torjunta-aineresistenssi Kasvisuojeluaineet puuttuvat tuhoojan torjumiseksi. Esimerkiksi bakteereille, viruksille, viroideille ja fytoplasmoille ei ole olemassa torjunta-aineista. Ainoa tehokas torjuntatapa on terveen, testatun taimiaineiston käyttö ja siten ennakolta ehkäistä kokoelman saastuminen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 5
Vaarallisten kasvintuhoojien ilmestyminen Suomeen 2008-2012 (Evira) AVOMAAN PUUTARHATUOTANNOSSA Kasvintuhooja 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Kolmiolaikku (mansikka) Xanthomonas fragariae Mansikanmustalaikku Colletotrichum acutatum Lisäversoisuustauti (omena) Candidatus Phytoplasma Punamätä (mansikka) Phytophthora fragariae Versopolte (moni-isäntäinen) Phytphthora ramorum * Uusia vaarallisia kasvintuhoojia 1 1 0 0 1 2 TULIPOLTE VAANII!!!! * * * * Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 6
Punamädän leviäminen Suomessa 2012 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 7
Tulipolte (Erwinia amylovora-bakteeritauti) Kuva: A. Jones Nyt on suuri tulipoltteen leviämisriski Suomeen lähialueilta. Omenapuiden geenivarakokoelman sijainti maantieteellisesti suppealla alueella on strategisesti kestämätön ratkaisu. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 8
Ongelmia hedelmäpuilla Suomessa ja muualla Omenapuut: Piikkiössä lustokuoriainen noussut ongelmaksi. Kokoelmaa uusitaan. Kirsikat, luumut ja kriikunat: Geenivarakokoelma oli Hämeen tutkimusasemalla. Senaatti myi kokoelman maapohjan. Kokoelmasta pelastettiin vain pieni osa. Pometet Tanskassa: Hedelmäpuiden ja marjapensaiden kenttäkokoelmat on jouduttu uusimaan. Kokoelmaa perustettaessa laiminlyötiin kasvinterveysnäkökohdat. Uusiminen vanhoista kokoelmista ei ole kaikilla kannoilla onnistunut. Angers Ranska: Hedelmäpuukentällä on tulipoltesaastunta. Luumut ja kirsikat: Siitepölyn välityksellä leviävät virukset salakavalia. Slovakiassa on ollut vakavia ongelmia luumuilla. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 9
Tanska: Pometet hedelmä- ja marjakasvien geenivarakenttä Kentät on jouduttu uusimaan kasvintuhoojien takia. Osa kokoelmasta on menetetty, koska vanhoista puista otetut vartteet eivät ole onnistuneet. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 10
Ongelmat marjakasveilla Vadelmat: Geenivarakentällä Piikkiössä kokoelma saastui virustauteihin. Kokoelma jouduttiin elvyttämään Laukaan laboratoriossa. Aineistolle on perustettu turvakokoelma kryopankkiin. Herukat: Vuosina 1981-1985 kerättiin 385 kantaa Piikkiöön. Kasvintuhoojien takia 2000-luvun alussa jäljellä oli 106 kantaa. Näistä 40 kantaa on valittu pitkäaikaissäilytettäviksi. Mustaherukan virustestaus, puhdistus ja kryokokoelman perustaminen on meneillään Laukaassa. Uusi kenttäkoe perustetaan puhdistetulla aineistolla Kaarinan Tuorlaan. Muiden herukoiden osalta tilanne avoin. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 11
2. Geenivarakentillä ei ole lain suojaa Kokoelmien suojaustoimet ovat puutteelliset Kasvien uhanalaisuus ei riitä. Arvostuksen puutettako? Kentät eivät ole taloudellisesti kannattavia. Muut maankäyttömuodot syrjäyttävät kasvikokoelmat. Maapohjat ovat haluttuja muihin tarkoituksiin. Kaavoitukset tonttimaiksi, teollisuusalueiksi, kauppakeskuksiksi, parkkipaikoiksi, tiepohjiksi yms. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 12
3. Katastrofitilanteet Sota Vandalismi Luonnonkatastrofit, kuten tulipalot, tulvat, myrskyt, kovat pakkaset. Ympäristön saasteet. Kaikki ennakoimattomat yllättävät tapahtumat. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 13
Turvasäilytyksen tavoitteet Tarkoitus on turvata kenttäkokoelmissa olevan aineiston säilyminen myös katastrofitilanteissa. Turvakokoelman aineisto on tervettä, tauti- ja tuholaistestattua Aineistot on turvasäilytyksessä pystyttävä pitämään vapaina tauti- ja tuholaissaastunnoista. Aineisto toimii lisäyslähteenä, kun kenttäkokoelmia joudutaan uusimaan. Turvakokoelman maantieteellinen sijainti tulee olla pääkokoelmasta erillään. Turvakokoelman menetelmä tulee valita siten, että suurimmat riskit voidaan eliminoida. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 14
Turvasäilytysmenetelmiä Vähäisen tauti- ja tuholaisriskin kasveilla riittää kaksoiskokoelma kentällä, joka on maantieteellisesti etäällä pääkokoelmasta ja erillään säilytettävien kasvilajien viljelyalueista. Riittävät suoja-alueet. Kasvihuoneissa säilytetään kannat, joiden lisäys on vaikeaa ja joilla on suuri kasvintuhoojariski. In vitro laboratoriossa. Ensisijaisesti olisi siirtymävaiheen menetelmä. Laboratoriokontaminaatioiden riski viljelmien toistuvissa käsittelyissä. Kryosäilytys nestetypessä tai sen kaasufaasissa. Menetelmää kehitetään jatkuvasti. Sovellettavuus lisääntyy koko ajan. Sovellutukset ovat usein kantakohtaisia. Yhtä patenttiratkaisua ei ole. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 15
Kryosäilytys IPGRI (International Plant Genetic Resources Institute) laatii kansainvälisiä ohjeita geenivaratyön tueksi. IPGRI ohjeiden mukaan kasvullisesti lisättävät aineistot tulisi ylläpitää kryosäilytyksessä aina kun se on mahdollista. Kryosäilytys on pitkäaikaissäilytysmenetelmänä turvallisin. Kryosäilytys pysäyttää biologisen ajan kulun. Näytteiden tauti- ja tuholaisriski on olematon. Myös in vitroviljelmiin verrattuna kontaminaatioriski pienenee. Näytteet eivät vaadi säilytyksen aikana hoitotoimenpiteitä. Myös kryonäytteillä tulisi olla kaksoiskokoelma. Siitepölyjä, siemeniä, lepotilaisia silmuja, mikrolisättyjä silmuja, soluviljelmiä, alkioita voidaan kryosäilyttää. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 16
Säilytysstrategiat on valittava tapauskohtaisesti Monimuotoisuuden säilyttäminen on tavoitteena ja riittävän geneettisen vaihtelun turvaaminen on tärkeää. Lyhyellä aikavälillä maatiaislajikkeet voivat olla vaihtoehto uudemmille viljelylajikkeille. Tulevaisuudessa olosuhteet ilmastonmuutoksen seurauksena voivat olla niin muuttuneet, että nykyiset kloonilajikkeet eivät ole sopeutuneita tulevaisuuden ilmastoon. Tarvitaan uusia geeniyhdistelmiä ja valintaa uusiin olosuhteisiin = jalostusta. Kannattaakin harkita tarkkaan, kuinka paljon säilytetään nykyisiä lajikkeita ja kantoja klooneina? Missä määrin uusien lajikkeiden jalostamiseen tarvittavaa geneettistä aineistoa voidaan säilyttää siemeninä tai siitepölyinä? Millaisia pelinappuloita tarvitaan? Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 17
Kiitos! Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 20.11.2013 18