JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Kolmiosaiseksi vuorovaikutukseksi voidaan kutsua symbionttista suhdetta kolmen eliön — tässä tapauksessa typensitojabakteerien (ritsobit), keräsienten (arbuscular mycorrhizal (AM) fungi) ja palkokasvin — välillä. Sekä typensitojabakteeri, että keräsieni, ovat useimmiten isäntäkasvilleen hyödyllisiä, sillä ne parantavat kasvin satoisuutta ja kestävyyttä.

Keräsieni tehostaa kasvin kykyä ottaa fosforia, joka on tärkeää typpibakteerin ja kasvin välisen symbioosin muodostumisessa. Se myös parantaa kasvin tarvitsemien mineraaliravinteiden ottoa ja suojaa kasviosakasta erilaisilta ympäristön stressitekijöiltä. Symbionttinen vuorovaikutus palkokasvien ja ritsobien välillä on useimmiten palkokasvien pääasiallinen typenlähde. Typpeä kasvit käyttävät esimerkiksi kasvuun, aineenvaihduntaan sekä yhteyttämiseen tarvittavan klorofyllin eli lehtivihreän muodostamiseen. Typen liian vähäinen saanti vaikuttaa luonnollisesti negatiivisesti näihin kaikkiin.

Sekä juurinystyröiden, että sienijuuren muodostumisessa on mukana samat komponentit. Tätä molempien osakkaiden yhteistä signalointiketjua kutsutaan yleiseksi symbioosireitiksi (common symbiotic pathway). Geenien säätely vaikuttaa siihen, että muodostuuko signaloinnin seurauksena juurinystyrä vai sienijuuri. Yleisen symbioosireitin ymmärtäminen on tärkeää tutkittaessa kaikkien kolmen osakkaan vaikutuksia toisiinsa.

Kolmiosaista vuorovaikutusta voidaan hyödyntää sen kasviosakkaalle hyödyllisten ominaisuuksien vuoksi myös maataloudessa. Yksi tulevaisuuden suurimmista haasteista on ruoan saannin turvaaminen jatkuvasti kasvavalle väestölle ympäristötekijät huomioiden. Palkokasvin, keräsienten ja typpibakteerien välinen kolmiosainen symbioosi voi vähentää maatalouden kemikaalikuormaa, joka on haitallista sekä ihmisille, että ympäristölle.

Molempia, niin keräsieniä kuin typpibakteereja, voidaan hyödyntää kasvumaahan tai kasvin siemeniin lisättävinä siirrosteina eli ymppeinä. Typensitojabakteereja ja niiden isäntäkasveja on pyritty muokkaamaan geneettisten menetelmien avulla siten, että ne voisivat muodostaa symbiooseja muidenkin viljelykasvien kuin palkokasvien kanssa.

Jotta kolmiosaista vuorovaikutusta pystyttäisiin hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti, mutta kestävästi, on ymmärrettävä myös osakkaiden välisten symbioosien muodostumista ja vuorovaikutuksia laaja-alaisemmin. Näiden monimutkaisten vuorovaikutusten verkostojen selvittäminen voi olla ratkaisu — tai ainakin osa sitä — kohti kestävämpää ruoantuotantoa.