Ohran sopeuttaminen ilmastonmuutokseen geenivarojen ja genomiikan avulla (OHRASOPU)
Keywords:
ohra, ilmastonmuutos, typenkäytöntehokkuus, taudinkestävyys, verkkolaikku, rengaslaikku, ohranruoste, single nucleotide polymorphism, SNP-merkit, assosiaatiokartoitus, populaatiorakenneAbstract
MTT:llä on meneillään kolmivuotinen MMM:n rahoittama hanke OHRASOPU. Tutkimushankkeen pitkän tähtäimen tavoite on varmistaa taloudellisesti kannattava ja ympäristöystävällinen ohranviljely muuttuvassa ilmastossamme. Tavoitteemme on edistää ohran geenivarojen hyödyntämistä lajikejalostuksessa. Selvitämme pohjoismaisen NordGen-geenipankin maatiaisohramateriaalin käyttöarvoa lajikejalostuksessa sopeuduttaessa ilmastonmuutokseen, erityisesti liittyen mahdollisiin eroihin typenkäytön tehokkuus- ja taudinkestävyysominaisuuksissa. Paikannamme ohran genomista em. ominaisuuksiin vaikuttavia kromosomialueita assosiaatiokartoituksen avulla sekä kehitämme lajikejalostukselle valintamerkkejä maatiaismateriaalista löytyvien positiivisesti vaikuttavien geenimuotojen hyödyntämiseksi jalostusohjelmissa. Hanke toteutetaan yhteistyössä Boreal Kasvinjalostus Oy:n ja NordGen-geenipankin kanssa.
Hankkeessa on aluksi lisätty 70 pohjoismaista maatiaisohraa ja 130 uutta ja vanhaa ohralajiketta yhdestä siemenestä, jotta päästään homogeeniseen ohramateriaaliin. Kaikki ohrat on genotyypitetty 3000 SNP (single nucleotide polymorphism) –merkillä. Ohrat olivat kesällä 2011 kenttäkokeessa, josta tehtiin kasvuaika ja lakoutumishavainnot sekä otettiin kasvustonäytteet tähkälletulo- ja tuleentumisvaiheessa typpianalyyseja varten. Kokeessa käytettiin kahta typpitasoa. Kenttäkoetulosten analysointi on vielä kesken.
Ohrat on tautitestattu verkko- ja rengaslaikun kestävyyden suhteen kasvihuoneessa ja/tai kentällä, jatkossa ohrat testataan kasvihuoneessa myös ohranruosteen sekä ohran tyvi- ja lehtilaikun kestävyyden suhteen. Keskimäärin lajike- ja maatiaispopulaatiot käyttäytyivät samansuuntaisesti testattuja taudinaiheuttajia vastaan. Enemmistö testattavasta aineistosta oli taudinaiheuttajille altista. Eniten kestävyyttä maatiaisista löytyi verkkolaikun laikkutyyppiä vastaan. Gammal Dansk (NGB15162) kesti ainoana maatiaisohrana hyvin kaikkia testattuja kasvitauteja. Ohralajikkeiden kauppaanlaskuvuodella ei ollut yhteyttä lajikkeiden taudinkestävyyteen.
Ohramateriaalin populaatiorakenteessa merkittävin asia oli tahoisuus eli kaksi- ja monitahoiset ohrat poikkeavat selvästi geneettisesti toisistaan. Kaksitahoisissa ohrissa maatiaiset ovat selvästi monimuotoisempia kuin lajikemateriaali, mutta monitahoinen maatiaismateriaali oli yllättävästi keskenään varsin samankaltaista. Alustavissa assosiaatioanalyyseissa olemme tunnistaneet verkkolaikun kestävyyteen liittyviä kromosomialueita. Merkittävin niistä näyttää osuvan samalle alueelle kromosomissa 6H, jossa teemme etiopialaisesta ohrasta peräisin olevan suurivaikutteisen resistenssigeenin hienokartoitusta. Tästä resistenssigeenistä näyttää siis olevan lajike- ja maatiaismateriaalissa geenimuotoja eli alleeleita, jotka parantavat verkkolaikunkestävyyttä, mutta eivät kuitenkaan anna kovin vahvaa kestävyyttä sitä vastaan.
