Chemically induced resistance in strawberry (Fragaria × ananassa) and arctic bramble (Rubus arcticus): Biochemical responses and efficacy against powdery mildew and downy mildew diseases (Kemiallisesti indusoitu resistenssi mansikassa ja mesimarjassa: bio, Kyo:n julkaisuja C 230

Hukkanen Anne 26.5.2008\nLuonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta\nBioteknologia\nChemically induced resistance in strawberry (Fragaria × ananassa) and arctic bramble (Rubus arcticus): Biochemical responses and efficacy against powdery mildew and downy mildew diseases (Kemiallisesti indusoitu resistenssi mansikassa ja mesimarjassa: biokemialliset vasteet ja tehokkuus härmän ja lehtihomeen torjunnassa)\n\nVastaväittäjä: Professori Jaakko Kangasjärvi, Helsingin yliopisto\nKustos: Professori Sirpa Kärenlampi, Kuopion yliopisto\nAika ja paikka: Maanantai 26.5.2008klo 12, Mediteknian auditorio\n\nVäitöstiedote:\nMansikan härmä ja mesimarjan lehtihome kuriin kasvien oman puolustuksen avulla\n\nKasvitauteja voidaan torjua ruiskuttamalla kasveja myrkyttömillä heräteaineilla, jotka aktivoivat kasvien omat puolustusreaktiot. Väitöstutkimuksessa menetelmä havaittiin kasvihuoneolosuhteissa tehokkaaksi mansikan härmää ja mesimarjan lehtihometta vastaan. Kasvien puolustuksen herättäminen nosti myös lehtien ja marjojen fenolisten yhdisteiden määriä, millä saattaa olla positiivinen vaikutus marjojen terveysominaisuuksiin. Useat lehtien fenoliyhdisteistä tunnistettiin ensimmäistä kertaa mansikasta ja mesimarjasta.\n\nBiologiset ja ympäristön aiheuttamat stressit laukaisevat kasveissa signaalinvälitysmolekyylien välittämiä reaktioita, joiden lopputuotteet, esimerkiksi mikrobien kasvua estävät tai ultraviolettisäteilyltä suojaavat yhdisteet, auttavat kasvia selviytymään. Kasvinsuojelun kannalta on merkittävää, että luontaiset puolustusreaktiot voidaan herättää myös keinotekoisesti käsittelemällä kasveja esimerkiksi signaalinvälitysmolekyyleillä tai niitä muistuttavilla yhdisteillä. Menetelmän etuna perinteisiin torjunta-aineisiin verrattuna on myrkyttömyys, usein pitkäaikainen suojaus useita eri taudinaiheuttajia vastaan sekä pienempi mahdollisuus resistenttien patogeenikantojen muodostumiseen, koska heräteaineet eivät vaikuta suoraan taudinaiheuttajaan.\n\nMansikan kasvihuoneviljely on yleistynyt 1990-luvulta lähtien. Kasvihuoneoloissa sienen aiheuttama härmätauti aiheuttaa usein sato- ja laatutappioita, ja keinot taudin torjumiseksi ovat tällä hetkellä varsin rajalliset. Mesimarjan viljelyn ongelmana puolestaan on lehtihometauti, joka pahimmassa tapauksessa voi kuivattaa kypsyvät marjat ja tuhota sadon lähes täydellisesti. Puhtaasti tuotetuille marjoille on kysyntää, ja marjanviljely on esimerkiksi Pohjois-Savon alueella tärkeä maaseudun elinkeino, jonka kannattavuutta voitaisiin parantaa muun muassa kasvinsuojelua kehittämällä. Tutkimuksen tavoitteena oli testata heräteaineiden toimivuutta härmän ja lehtihomeen torjunnassa kasvihuoneolosuhteissa sekä selvittää, mihin käsittelyjen mahdollinen teho kasveissa perustuu. Käytetyt aineet olivat mansikalla Bion ja mesimarjalla Bion, lehtihomeen torjuntaan rekisteröidyt Aliette ja Euparen M sekä joukko fosfiittipohjaisia valmisteita.\n\nBion-ruiskutus antoi tehokkaan suojan mansikan härmää vastaan, kun käsittely tehtiin ennen kasvien altistusta sienelle. Bion-käsiteltyjen kasvien lehdissä ja marjoissa olivat myös useimpien fenoliyhdisteiden pitoisuudet merkittävästi korkeammat kuin verrokkikasveissa. Fenoliyhdisteet ovat kasvien suojayhdisteitä, joten niiden kohonneet pitoisuudet voivat osittain selittää Bionilla käsiteltyjen kasvien paremman taudinkestävyyden. Lisäksi fenoliyhdisteet ovat voimakkaita antioksidantteja, ja siten Bion-käsittely saattaa vaikuttaa positiivisesti myös marjojen terveysominaisuuksiin nostamalla fenoliyhdisteiden määriä. Mansikan lehtien fenoliyhdisteiden koostumuksesta on olemassa vain vähän aiempaa tietoa. Tulosten perusteella suurin osa lehtien fenoliyhdisteistä on erilaisia ellagitanniineja, joita tiedetään esiintyvän yleisesti tietyissä ruusukasveihin kuuluvissa suvuissa. Myös lehtien salisyylihappopitoisuus oli huomattavan korkea.\n\nMesimarjalla Bion- ja Euparen-käsittelyt estivät lehtihomeoireiden kehittymisen lähes täysin kasvihuonekokeessa. Fosfiittia sisältävien yhdisteiden ja Alietten teho oli heikompi, mutta fosfiittiyhdisteet voisivat lyhyen varoaikansa ansiosta hyvin soveltua käytettäviksi myöhemmin kasvukaudella tehostamaan torjunta-aineiden vaikutusta. Fosfiiteilla ja torjunta-aineilla ei ollut vaikutusta mesimarjan lehtien fenoliyhdisteisiin, mutta Bion-käsittely nosti joidenkin yhdisteiden määriä. Mesimarja kuuluu mansikan tavoin ruusukasveihin, ja myös mesimarjan lehdet sisälsivät runsaasti salisyylihappoa, flavonoleja, gallihappojohdannaisia ja ellagitanniineja. Fenolien koostumus oli kuitenkin erilainen kuin mansikan lehdissä. Proteomiikkatutkimuksessa havaittiin, että Bion-käsittely muutti myös mesimarjan lehtien proteiinien suhteellisia määriä, mikä osoittaa, että käsittely muuttaa voimakkaasti kasvin aineenvaihduntaa. Kasvien puolustukseen liittyvien proteiinien kohonnut määrä viittaa aineenvaihdunnan suuntautumiseen puolustautumiseen.\n\nTutkimuksessa kehitettiin herkkä ja spesifinen, kvantitatiiviseen PCR:ään perustuva menetelmä lehtihomeen mittaamiseksi kasvinäytteistä. Menetelmän avulla saatiin uutta tietoa mesimarjalajikkeiden lehtihomeen kestävyyseroista. Lajikkeiden väliset erot lehtien fenoliyhdisteiden määrissä voivat osittain selittää eroja taudinkestävyydessä.\n\nTulosten perusteella heräteaineiden käyttö on lupaava menetelmä mansikan härmän ja mesimarjan lehtihomeen torjunnassa, mutta erityisesti lehtihometta vastaan teho täytyy vielä todentaa viljelyolosuhteissa. Havaitut muutokset lehtien fenoli- ja proteiinikoostumuksessa voivat olla merkittäviä mansikan ja mesimarjan taudinkestävyydelle. Lehtien fenolikoostumuksesta saatua tietoa voidaan myös hyödyntää esimerkiksi bioaktiivisten aineiden eristyksessä.\n\nVäitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet ISBN 978-951-27-0968-7. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml\n\nLisätietoja:\nAnne Hukkanen\nKuopion yliopisto, biotieteiden laitos\npuh. 017 16 3116 tai 040 581 3160\nanne.hukkanen@uku.fi\n\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
978-951-27-0968-7
Kieli:
eng
Sivumäärä:
98 s.
Tekijät:
Hukkanen Anne(diss)
Tuotekoodi 020405
22,00 €