Tähtäimessä punahomeen kestävät kauralajikkeet

Punahomeen kestävät kauralajikkeet ovat askeleen lähempänä toteutumistaan, kun Boreal aloittaa genomivalintaan perustuvien jalostustekniikoiden kehittämisen kauralla Luonnonvarakeskuksen (Luke) vetämässä GenoKaura-hankkeessa yhdessä Helsingin yliopiston kanssa.

Punahometta kestävien lajikkeiden kehittäminen on osa suomalaisen maatalouden sopeuttamista ilmastonmuutoksen tuomiin haasteisiin. On ennustettu, että Suomen entistä lauhemmat talvet ja lämpimänkosteat kesät todennäköisesti lisäävät Fusarium-sienten aiheuttamia punahomeongelmia kaikilla viljoillamme.

Ongelmaa ei voi täysin hallita viljelyteknisin keinoin, joten katseet kääntyvät kasvinjalostuksen ja kestävien lajikkeiden suuntaan. Perinteisin menetelmin taudinkestävyyden jalostus kauraan on kuitenkin hidasta.

– Tutkimuksissa on osoitettu, että lajikkeiden väliset erot punahomeen kestävyydessä saadaan luotettavasti esiin vasta vähintään kolmen vuoden kenttätestauksen jälkeen. Lisäksi tarvitaan toksiinianalyysejä. Niiden tekeminen lajikejalostusprosessin alkuvaiheessa silloin, kun aineistot ovat vielä suuria, on ollut mahdotonta, sanoo Borealin biotekniikkapäällikkö Outi Manninen.

Genomivalinta tuo nopeutta ja tarkkuutta jalostukseen

Kasvinjalostajien näköpiirissä on jo uusia menetelmiä, joilla jalostustyötä voidaan nopeuttaa ja tarkentaa. Yksi uusimmista on genominen valinta, joka perustuu tietämykseen kasvin perimästä eli genomista ja siitä, miten geenit vaikuttavat tiettyjen ominaisuuksien ilmenemiseen kasvissa. Genomitietoa voidaan käyttää jalostuksessa esimerkiksi silloin, kun suuren jälkeläisaineiston joukosta halutaan valita punahometta parhaiten kestävät yksilöt jatkotestaukseen. Kenttäkokeiden tuloksia ei tarvitse odottaa, sillä valinta voidaan tehdä perimän perusteella heti, kun yksilöstä on saatu DNA-näyte.
Borealilla monitahoisen ohran jalostus perustuu jo nyt genomivalintaan ja myös kauralla sitä ollaan ottamassa käyttöön. Genomivalinnan hyödyntäminen edellyttää Borealilta panostuksia tutkimukseen.

– GenoKaura-hankkeessa kehitämme yhdessä kumppaniemme kanssa genomivalinnan työkaluja ja menetelmiä, jotka mahdollistavat punahometta kestävien kauralajikkeiden jalostuksen. Hypoteesimme on, että saamme riittävällä mallinnuspopulaation fenotyypityksellä kasvien perinnölliset erot esille ja genomivalintamallin tarkkuuden riittäväksi, sanoo Manninen.

Luke ja Boreal ovat tutkineet kauralajikkeiden välisiä eroja punahomeen kestävyydessä viime vuosina paljon, mutta suurivaikutteisiin geeneihin perustuvaa taudinkestävyyslähdettä ei kaurasta ole löytynyt. Siksi nopeita merkkiavusteisia takaisinristeytysohjelmia ei kyetä käyttämään punahometta kestävän kauran kehittämisessä. Sen sijaan jalostuksessa on pyrittävä rikastamaan uusiin lajikkeisiin lukuisia pienivaikutteisia kestävyyttä parantavia geenejä.

– Parhaimman punahomeen kestävyyden omaavat linjat käytetään uusina vanhempina ja näin kestävyysgeenejä saadaan rikastettua uuteen jälkeläistöön. Kun genomivalintaa käytetään toistuvasti, paranee kauramateriaalin punahomeen kestävyys sukupolvesta toiseen, Manninen sanoo.

Kestävät kauralajikkeet turvaavat kauran viljelyä Suomessa ja parantavat viljelyn kannattavuutta, kun satoa ei jouduta hylkäämään elintarvikekäytöstä sen korkean toksiinipitoisuuden takia. Toksiinit ovat punahomeiden tuottamia myrkyllisiä yhdisteitä.

– On odotettavissa, että EU:ssa asetetaan lähivuosina raja-arvot DON-toksiinien lisäksi myös T2/HT2-toksiineille. Tavoitteenamme on, että genomivalinnan avulla pystymme edistämään kauralajien kestävyyttä näiden molempien toksiinien taudinaiheuttajia vastaan, sanoo Manninen.

GenoKaura-hanke lyhyesti

Aika: 1.1.2019 – 31.12.2021

Kumppanit: Luonnonvarakeskus, Boreal Kasvinjalostus, Helsingin yliopisto

Rahoittaja: Maatilatalouden kehittämisrahasto (MAKERA)

Tavoitteet: Hankkeen päätavoitteena on kehittää toimiva genomivalintatyökalu, joka mahdollistaa punahometta (aiheuttajasienet F. graminearum ja F. langsethiae) kestävien kauralajikkeiden jalostuksen. Tämä hanke mahdollistaa mallinnuspopulaation punahomekestävyyden riittävän perusteellisen fenotyypityksen niin F. graminearum- (DON-tuottaja) kuin F. langsethiae-sienelle (T2/HT2-tuottaja).

Tulokset: Genomivalintatyökalu kauran punahomeen kestävyyden jalostamiseksi.