(PDF) Metsäpuiden terveyden suojelu: bioteknologia-ajan...

来自 : www.researchgate.net/publicati 发布时间：2021-03-25

4Metsätieteen aikakauskirja 2020-10495 · Tieteen tori · Asiegbu F.O. · Metsäpuiden terveyden suojelu: biotekno...Juurikäävän ja muiden puutautien tutkimuksen haasteellisuudesta huolimatta on olemassa joitakin menestystarinoita ja uusia edistysaskeleita. Hyvä esimerkki on kastanjansurman torjunta hypovirulentin Cryphonectria parasitica -isolaatin avulla, jolla on symbionttinen sienivirus. Myös muuntogeenisen Amerikan kastanjan (Castanea dentata (Marshall) Borkh.), jolla on oksalaatin hapetusgeeni, on osoitettu olevan vastustuskykyinen kastanjansurmalle. Biologista torjuntaa on käytetty myös muiden metsäpuiden tautien hallintaan. Hollanninjalavatautia on kontrolloitu injektoimalla Verticillium albo-atrum Reinke Berthold -lakastesienen kantaa WCS850 (kauppa-nimenä DutchTrig) puiden putkiloihin. Myös havupuiden tyvilahoa on torjuttu biologisesti Rotstop-harmaaorvakkavalmisteen avulla.Kuusen juurikäävänkestävyyden on oletettu olevan monien geenien (kvantitatiivisesti eli polygeenisesti) ohjauksessa, koska se on nekrotronen taudinaiheuttaja. Kvantitatiivinen vastus-tuskyky tarkoittaa epätäydellistä fenotyyppistä vastustuskykyä, joka voi johtua useiden samaan ominaisuuteen vaikuttavien geenien vaihtelusta. Kvantitatiivisen vastustuskyvyn tiedetään olevan kestävää. Vastaavasti kvalitatiivinen eli täydellinen vastustuskyky on yhden geenin ohjaama ja sitä havaitaan yleensä biotrosia patogeenejä vastaan.Aiemmassa tutkimuksessamme kuusi- ja mänty-yksilöiden (Pinus sylvestris L.) taudin- ja lahoamisen vastustuskyvyssä havaittiin laajoja geneettisiä eroja, joita selitti vaihtelu esimerkiksi fenoleiden ja terpeenien kokonaismäärässä sekä useiden avonoidien biosynteesituotteita (esim. kateenit) koodaavien fenyylipropanoidireitin geenien lisääntynyt transkriptio. Alustavissa tutki-muksissamme on tunnistettu myös uusia männyn antimikrobiaalisia peptidejä (Sp-AMP), joilla on vahva juurikäävän itiöiden itämistä ja kasvamista estävä vaikutus. Tämä on tärkeä edistysaskel taistelussa tätä patogeeniä vastaan. Löydetty Sp-AMP-peptidi on nimetty PR-19:ksi ja se edustaa uutta antimikrobisten proteiinien ryhmää. Toinen mielenkiintoinen havainto laboratoriossamme on, että muuntogeeninen tupakka (Tabacum nicotianum Berchtold Opiz.), jolla on toimiva Sp-AMP, on vastustuskykyinen Botrytis cinerea -harmaahomesienelle. Toiset tutkimusryhmät ovat raportoineet tutkimuksia mykovirusten käytöstä juurikäävän torjunnassa.Kamppailussa metsäpuiden tauteja vastaan odotetaan uusia edistysaskeleista, jotka perus-tuvat bioteknologisen tiedon ja työkalujen sekä läheisten tieteenalojen, kuten puiden genetiikan, genomiikan, genomisen valinnan ja resistenssijalostuksen hyödyntämiseen. Globaali ympäristön- ja ilmastonmuutos sekä tulokas- ja vierasperäiset tuhohyönteiset ja patogeenit aiheuttavat painetta lisätä jalostustyöhön uusia tavoitteita, kuten tautien vastustuskyvyn. Siten puiden kestävyyttä ilmastonmuutosta ja kuivuutta vastaan ja vastustuskykyä hyönteisille ja patogeeneille ei voi jättää huomiotta.Perinteinen puiden jalostustyö vaatii aikaa ja resursseja, koska jalostussykli voi olla vuosi-kymmenten pituinen. Jalostustyön nopeuttamiseksi on puiden fenotyyppien arviointi ja valinta tehtävä mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. Siksi tarvitaan tutkimusta puiden eloonjäämiseen ja kasvuun sekä uusien tautien vastustuskykyyn vaikuttavien ominaisuuksien välisten korrelaatioiden tunnistamiseksi, jotta ne voidaan ottaa mukaan jalostustyöhön. Tämä parantaisi taimien geno-misen valinnan käyttömahdollisuuksia, ja sitä kautta jalostussykliä voitaisiin nopeuttaa ja vähentää jälkeläiskokeita. Uudet tekniset edistysaskeleet ovat merkittävästi nopeuttaneet metsäpuiden jalostettujen genomiresurssien saatavuutta, mikä edesauttaa genomisten ennusteiden tekoa suuri-genomisista havupuista kuten kuusista ja männyistä. Näillä uusilla metsäpuiden bioteknologian ja jalostuksen edistysaskeleilla voi olla merkittävä rooli vastattaessa metsäteollisuuden tulevai-suuden haasteisiin varmistamalla pitkän ajan kestävyys ja vastustuskyky bioottisille ja abioottisille stressitekijöille.Bioteknologian viimeaikaiset edistysaskeleet tarjoavat mahdollisuuksia käyttää hyväksi genomisia työkaluja juurikäävän ja muihin metsäpuiden taudinaiheuttajien tutkimukseen. Tämä edistää merkittävästi kykyä torjua leviäviä ja uusia tuhohyönteisiä ja tauteja. Genomiikka edesauttaa