JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Somaattinen alkionkehitys (somatic embryogenesis eli SE) on kasvullisen lisäyksen mikrolisäystekniikoihin kuuluva menetelmä, jonka avulla on mahdollista tuottaa suuri määrä geneettisesti identtisiä taimia. Menetelmässä aloitusmateriaali saadaan hormonikäsittelyn avulla tuottamaan pinnalleen alkioita (jolloin kyseessä on suora SE) tai esialkiollista eli proembryogeenistä PEM-solukkoa, josta alkiot voivat myöhemmin kypsyä (epäsuora SE). Havupuilla SE on epäsuoraa eikä sitä ole mahdollista käynnistää aikuisen yksilön erilaistuneesta solukosta, vaan aloitusmateriaalina on käytettävä kypsymätöntä siementä ympäröivine solukoineen. Nämä solukot pysyvät menetelmän kannalta parhaimmassa kehitysvaiheessa vain hetken, ja jo siemenen kypsyminen vaikeuttaa tai jopa estää PEM-solukon kehittymisen.

Havupuilla tapahtuva SE voidaan jakaa neljään päävaiheeseen: aloitus-, monistus-, kypsytysja idätysvaiheeseen. Eri vaiheisiin siirtymistä ohjataan säätelemällä kasvatusalustojen ravintoaine-, sokeri- ja hormonipitoisuuksia. Aloitusvaiheen alustoilla PEM-solukon kehittyminen saadaan aikaan esimerkiksi auksiinin ja sytokiniinin yhdistelmällä, kun taas monistusvaiheessa alustat sisältävät runsaasti ravinteita ja sokereita solukkojen kasvua varten sekä hormoneja pitämään solukot erilaistumattomina. Monistusvaiheen jälkeen osa PEM-solukosta voidaan varastoida nestetyppeen eli kryopreservoida, jolloin solukon pitäisi olla alkiontuottokykyistä vielä pitkänkin ajan jälkeen. Kryopreservaatio mahdollistaisi SE-taimien koeviljelyt ja parhaiden solukkolinjojen valikoinnin laajempaan tuotantoon. Alkioiden kypsyminen käynnistetään ABA-hormonin avulla, minkä jälkeen kypsyneet alkiot siirretään vähäsokerisille ja -ravinteisille idätysvaiheen alustoille, jolloin niiden juuret kasvavat. Koska alkiot ovat sopeutuneet suojattuihin solukkoviljelyolosuhteisiin, ne on ennen metsäympäristöön siirtoa sopeutettava kasvamaan kasvihuoneissa multaisilla alustoilla.

Tällä hetkellä havupuiden SE on melko vähän käytetty menetelmä, vaikka sen avulla voitaisiinkin edistää merkittävästi niin metsäpuiden jalostusta, luonnonsuojelua kuin tutkimustakin. Suurin este SE:n kaupalliselle käytölle on menetelmän vaatima käsityön määrä, jonka seurauksena kustannukset taimea kohden ovat huomattavasti korkeammat verrattuna siemenistä lisättyihin taimiin. Korkeiden kulujen lisäksi myös biologiset ongelmat vaikeuttavat menetelmän käyttöä: SE:n laajemman käytön seurauksena voi olla geneettisen monimuotoisuuden väheneminen jos emopuiden määrä jää vähäiseksi tai jos SE:hen huonommin sopeutuvat linjat jäävät jalostuksesta syrjään. Myös alkioiden kloonausta kohtaan koetut vahvat ennakkoluulot voivat vaikeuttaa SE:n käyttöä lisäämällä yleistä vastustusta ja vaikuttamalla siten epäsuorasti lainsäädäntöön.