Tutkijat lumoutuvat kasveista

Kasvibiologian tutkimus on valtavien läpimurtojen kynnyksellä. Kansainvälinen teemapäivä avaa yleisölle kasvibiologian ajankohtaisia näköaloja. 

Viljelykasvien geneettinen muokkaaminen on tehostanut maataloutta sekä
vähentänyt myrkkyjen ja energian tarvetta.

Turun yliopiston kasvibiologian professori Eevi Rintamäki nostaa esiin kaksi keskeistä tutkimusaluetta, joita maailmalla tällä hetkellä tutkitaan kiihkeästi. Toinen liittyy geenitason ilmiöihin ja niiden vaikutuksiin kasvien ominaisuuksiin. Toisessa etsitään erityisesti fotosynteesin avulla mahdollisuuksia kasvien uudenlaiseen hyödyntämiseen energiantuotannossa.

Lituruohosta kultaiseen riisiin

Eevi Rintamäki pitelee hellästi käsissään ruukkua, jossa kasvaa vaatimattoman näköinen ruohokasvi.
- Tätä lituruohoa voisi kutsua "kasvibiologian banaanikärpäseksi", hän hymyilee.

Lituruohon genomi avattiin kasveista ensimmäisenä noin kymmenen vuotta sitten. Sen jälkeen monien muidenkin kasvilajien perimät on selvitetty. Tärkein niistä lienee riisi. Tällä hetkellä tutkitaan ympäri maailmaa, mitkä geenit aiheuttavat erilaisia ominaisuuksia kasveissa. Miksi esimerkiksi puusta tulee puu ja miksi lituruoho on vaatimaton ruohokasvi.

Geenien eroja vertailemalla opitaan tieteellisesti ymmärtämään, mitä kasveissa tapahtuu ja esimerkiksi mihin geeneihin joku hyödyllinen ominaisuus liittyy. Kun kasvinjalostuksessa halutaan parantaa tiettyä kasvin ominaisuutta, voidaan löytää geeni, johon ominaisuus liittyy. Tämä geeni voidaan siirtää tuttuun ravintokasviin – vaikkapa riisiin – ja lisätä merkittävästi esimerkiksi sen ravintoarvoa.

Riisi on erityisesti monien väkirikkaiden Aasian maiden tärkein ravintokasvi. Tutkijat ovat onnistuneet kehittämään uuden, ravintoarvoltaan paremman riisilajikkeen. Tämä Kultaiseksi riisiksi kutsuttu lajike on Filippiineillä sijaitsevassa tutkimuskeskuksessa koeviljelyssä ja todennäköisesti lähiaikoina valmis peltoviljelyyn.

Kultaisen riisin kehittelytyötä on hidastanut ihmisten ennakkoluuloisuus geenisiirtoja kohtaan. Rintamäki korostaa kuitenkin, että kyse on periaatteessa samasta kasvinjalostamisen prosessista, jota ihminen on eri lajeja risteyttämällä harjoittanut jo tuhansia vuosia.

- Perinteisessä risteyttämisessä prosessi on vain paljon sattumanvaraisempi. Kun nykyisin suoraan tunnetaan jonkin halutun ominaisuuden aiheuttava geeni, voidaan tuo geeni siirtämällä saada aikaan hallitusti ja täsmällisesti haluttu vaikutus, Rintamäki sanoo.

Rintamäki painottaa, että geenisiirrolla vain nopeutetaan jalostuksen alkuvaihetta, prosessin loppuosa on molemmissa menetelmissä aivan sama kaikkine testauksineen ja varotoimenpiteineen.

- Kultainen riisi ja muut uusilla menetelmillä jalostetut ravintokasvit eivät silti poista maailman nälkäongelmaa. Se on perimmältään poliittinen ja taloudellinen kysymys. Mutta niiden avulla päästään parempaan suuntaan, hän vakuuttaa.

Voimalaitos nimeltä fotosynteesi

Toinen kasvibiologian maailmanlaajuinen suuri haaste on Rintamäen mukaan energian tuottaminen kasvien avulla. Kasvithan käyttävät luontaisesti auringon valoenergiaa hyödyksi ja tuottavat sen avulla biomassaa. Nyt selvitetään, miten tätä prosessia voitaisiin hyödyntää bioenergian tuottamisessa.

Aiemmin tähän pyrittiin mm. etsimällä sopivia nopeasti kasvavia energiakasveja, mutta ongelmana on se, että niiden viljely uhkaa viedä viljelyalaa ravintokasveilta. Nyt on keskitytty enemmän kasveille läheisiin lajeihin, kuten leviin ja bakteereihin, jotka kaikki turvautuvat solutasolla fotosynteesiin.

Tällä tutkimusalueella on useita lähestymistapoja, joita myös Turun yliopistossa tutkitaan määrätietoisesti. Fotosynteesi on Rintamäen mukaan eräänlainen minikokoinen voimalaitos. Sen osatekijät ovat kuitenkin hyvin herkkiä ja sen sisältämien prosessien todelliset mekanismit ja vaikutussuhteet vielä osin tuntemattomia.
- Siten todella toimivan biopolttoaineen kehittämiseen on vielä matkaa, Rintamäki arvioi.

Turun yliopisto on kansainvälisesti vahvasti mukana niin geenitason kasvitutkimuksessa kuin bioenergiatutkimuksessakin. Tämän osoitti mm. Suomen Akatemian viime vuonna toteuttama tieteenala-arviointi, joka totesi yliopiston kasvibiologian tutkimuksen erittäin korkeatasoiseksi ja kansainvälisesti vaikuttavaksi. Siitä kertoo myös saatu huippuyksikköstatus.

Turun yliopiston kasvibiologian tutkijat ovat erikoistuneet mm. juuri kasvien ja syanobakteerien fotosynteesiin ja stressi-ilmiöihin, kasvien ja mikrobien vuorovaikutuksiin sekä aurinkopolttoaineen kehittämiseen.

Lumoudu kasveista

Nostaakseen kasvintutkimuksen tunnettuutta suuren yleisön keskuudessa eurooppalaiset kasvitutkijat järjestävät ympäri Eurooppaa erilaisia kasviaiheisia tapahtumia 18.5. yhteisellä Lumoudu kasveista -teemalla. Suomessa päätettiin aiheen tiimoilta viettää yhden päivän sijaan kokonaista teemaviikkoa 13. – 18.5.

Tapahtumia järjestävät kasvitieteellistä opetusta antavat yliopistot ja tutkimuslaitokset sekä yksityiset yritykset ja yhteisöt.  Myös turkulaiset ovat Eevi Rintamäen mukaan aktiivisia. Viikon aikana järjestetään useita yleisöluentoja ja muita tapahtumia sekä Turun kaupunginkirjastossa että Ruissalon kasvitieteellisessä puutarhassa. Kaupunginkirjastossa avautui jo vapun jälkeen näyttely teemalla Miten kasvit ovat muuttaneet maailmaamme.

Eevi Rintamäki itse lumoutuu kasveista varsinkin keväisin, kun kaikki luonnossa alkaa viheriöidä ja pääsee itsekin hoitamaan pientä puutarhaa.
- Kasvit ovat kauniita ja rauhoittavat sekä virkistävät kummasti työn stressaaman ihmisen mieltä, hän vakuuttaa.

Lumoudu kasveista -teemaviikon ohjelma Turussa.

Teksti: Timo Niitemaa
Kuvat: TY Biologian laitos, TN

 

Julkaistu 03.05.2012 08:57, päivitetty 03.05.2012 15:57