Kuusen solukkotaimien tuotannon automatisoinnin mahdollisuudet Tulevaisuuden metsät ja metsänhoito tutkimusohjelman tutkijakokous 3.6. 2015 Tuija Aronen 1 Tuija Aronen
EAKR-hanke Kuusen kasvullinen lisäys kohti tulevaisuuden taimituotantoa 2015-16 Rahoittajina Etelä-Savon maakuntaliitto, Luonnonvarakeskus, Savonlinnan kaupunki, Savonlinnan Yrityspalvelut oy Yhteensä 536 200 euroa, maakunta 60%, kaupunki ja Yrityspalvelut 10%, Luke 30% Kolme tutkijaa: Saila Varis, FT, projektipäällikkö Frida Lappalainen, FM Mikko Tikkinen, MMM Hankkeen vastuututkija Tuija Aronen Laboratoriotiimi, aineistopalvelutiimi Yhteistyötahot: - Mikkelin ammattikorkeakoulu - Elektroniikan 3K-Tehdas - UPM Joroisten taimitarha - SweTree Technologies Ab - Metsänjalostusohjelma - Valoya Oy 2 Tuija Aronen
Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Kasvullisen lisäyksen EAKR-hankkeessa 2011-14 kehitettiin laboratoriomittakaavassa toimiva kuusen solukkolisäysmenetelmä & julkaistiin siihen opaskirja Viljelmät aloitetaan pintasteriloiduista siemenalkioista, jotka ovat peräisin parhaiden puiden risteytyksistä
Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Siemenalkiosta kasvamaan lähtenyttä embryogeenistä solukkoa voidaan monistaa rajattomasti
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
Menetelmänä siemenalkioiden monistus (kasvullisten alkioiden tuotanto = somaattinen embryogeneesi) Kasvihuoneella solukkotaimet sopeutetaan normaaleihin kasvihuoneolosuhteisiin vähitellen Kasvihuone- ja taimitarhakasvatuksen jälkeen solukkotaimet ovat valmiita istutettavaksi
Massalisäystä varten käsityön määrää solukkotaimien tuotannossa on vähennettävä Tutkimus/jalostuslaboratorio * Viljelmien aloitus : käsityötä, OK * Viljelmien laboratoriotestaus: voidaan tehostaa * Viljelmien kryopreservointi: voidaan tehostaa Taimituotantolaboratorio * Viljelmien monistaminen bioreaktorit * Alkioiden kypsytys bioreaktorit * Alkioiden idätys bioreaktorit / minipotit & robotit * Alkioiden koulinta kasvihuoneelle robotit 24.6.2015 6/24 /201 5 7
Kuusen kasvullinen lisäys kohti tulevaisuuden taimituotantoa 2015-16 Työpaketti I: Bioreaktorisovellukset viljelmien monistukseen ja alkiotuotantoon Työpaketti II: Solukkotaimien idätys-, koulinta- ja alkukasvatusolosuhteiden optimointi Työpaketti III: Solukkotaimien tuotannon pilotointi yhteistyökumppanien kanssa 8 Tuija Aronen
Bioreaktorien käyttöönotto ja testaus kuusen solukkotaimien tuotannossa I) Bioreaktorimallien vertailu - temporary immersion system PlantForm jatkokokeisiin, 48 kpl II) Bioreaktorien säädöt ja olosuhteiden optimointi - liuoksen määrä, pumppausväli - viljelmien kasvatusalusta III) Kasvatuskokeet - viljelmien monistus - alkioiden kypsytys - alkioiden idätys - vaiheet erikseen / yhtäjaksoisesti - valaistus (LEDit) RITA PlantForm SETIS 9 Tuija Aronen
Bioreaktorien käyttöönotto ja testaus kuusen solukkotaimien tuotannossa Ensimmäisiä tuloksia kasvatuskokeista viljelmät kasvavat bioreaktoreissa paremmin kuin kiinteällä alustalla petrimaljoilla bioreaktorissa kasvaneissa viljelmissä näyttää olevan enemmän hyvälaatuisia esialkioita kuin maljoilla kasvaneissa Esim. 14Pa1606 linja bioreaktorissa maljalla 10 Tuija Aronen
Alkioiden idätys minipoteissa Nyt: Kypsät alkiot siirretään käsin petrimaljoille / rasioihin. Itäneet solukkotaimet koulitaan käsin kasvihuoneelle.. Vitro-Tray Voisiko alkiot idättää pienissä geelipoteissa, jotka voi koneellisesti koulia turvepotteihin tai jopa suoraan turvepottien päällä olevissa geelitaskuissa? - Steriloitu idätysalusta puoliläpäisevän kalvon alla 11 Tuija Aronen
Solukkotaimien tuotannon pilotointi yhteistyökumppanien kanssa I) SweTree Technologies Abn (Ruotsi) kehittämän liuoskasvatuksen ja automaation testaaminen suomalaisilla linjoilla 2016 - alkioiden tuotanto, verrokkina maljakasvatus käsityönä - alkioiden automatisoitu lajittelu ja siirto idätykseen ( Fluidics teknologia) - idätys ja taimien alkukasvatus; verrokit Luken systeemissä Kuvat SweTree / Scan. J. For. Res. 2014 12 Tuija Aronen
Solukkotaimien tuotannon pilotointi yhteistyökumppanien kanssa II) Tutkimuslaboratorion tuottamien solukkotaimien koekasvatus UPM:n Joroisten taimitarhalla - 2015: pieni erä käsityönä tuotettuja solukkotaimia kesäkylvön yhteyteen - 2016: solukkotaimia sekä kevät- että kesäkylvöjen yhteyteen; käsityönä tehtyjen lisäksi bioreaktoreissa tuotettuja & minipoteissa idätettyjä alkioita? 13 Tuija Aronen
Yhteenvetoa.. hankkeen tuloksena Tietotaitoa massalisäysteknologioista ja tuotannon automatisoinnin mahdollisuuksista: - bioreaktorien toimivuus & tehokkuus? - alkioiden idätys konekoulintaan sopivissa geelitaskuissa / minipoteissa? Miten hyvin tämänhetkinen kaupallinen massalisäysteknologia (SweTree:n Fluidics) toimii kuusella? Onnistuuko solukkotaimien kasvatus tavanomaisen metsätaimituotannon ohessa / menetelmillä, pitääkö olosuhteita säätää ja miten paljon? 14 Tuija Aronen
KIITOS! 15 Tuija Aronen