Vastaväittäjä: FT Markku Keinänen, Joensuun yliopisto
Kustos: Professori Jarmo Holopainen, Kuopion yliopisto
Aika ja paikka: 5.12.2008 klo 12, Medistudian auditorio ML1
Väitöstiedote:
Geneettisesti muunneltu hyönteistuholaisille vastustuskykyinen rapsi pystyy
sopeutumaan ilmastonmuutokseen
Maailmalla on viljelty jo yli 10 vuotta kaupallisia, geneettisesti
muunneltuja (GM) kasvilajikkeita, jotka ovat tietyille hyönteistuholaisille
vastustuskykyisiä, kuten Bacillus thuringiensis (Bt)-bakteerin
Bt-toksiinia tuottavaa maissia ja puuvillaa. GM-kasvien viljelyala on kasvanut
tasaisesti samaan aikaan kun Euroopan maat ovat suurelta osin pidättäytyneet
muuntogeenisten lajikkeiden laajemmasta testaamisesta. Niiden ympäristöriskien
selvittämiseen tähtäävää tutkimusta kuitenkin tarvitaan maailmanlaajuisesti.
Tämä ympäristötieteen alaan kuuluva väitöstutkimus tarkasteli muuntogeenisten
kasvien mahdollisia ekologisia riskejä uudesta näkökulmasta. Miten muutokset
ilmastossa, kuten kohoava ilman hiilidioksidipitoisuus ja lämpötila sekä
alailmakehän otsoni, vaikuttavat Bt-toksiinia tuottavan kasvin menestymiseen ja
hyönteisvuorovaikutuksiin?
Suljetuissa laboratorio-oloissa selvitettiin muutoksia kasvien
hiili-typpisuhteessa, sekundaariyhdisteiden pitoisuuksissa ja
kasvinsyöjävasteissa. Samoin selvitettiin muutoksia kasvien sietokyvyssä
ilmastonmuutoksesta mahdollisesti hyötyviä kasvituholaisia vastaan sekä
spesifisen kasvi-kasvinsyöjä-loinen ravintoketjuvuorovaikutuksen toiminnassa.
Mallikasvina käytettiin tutkimuskäyttöön kehitettyä muuntogeenista Bt-rapsia.
Muuntogeenisen rapsin vasteet ilmastonmuutostekijöihin pääosin samanlaiset
kuin tavanomaisen rapsin
Bt-rapsin kasvuvasteet taustatasoltaan kaksinkertaiseen
hiilidioksidipitoisuuteen, neljällä asteella kohotettuun lämpötilaan ja
eritasoisiin otsonikohotuksiin olivat suunnaltaan samanlaisia kuin sen
verrokkina käytetyllä tavanomaisella rapsilajikkeella, joka erosi geneettisesti
vain siirtogeenin suhteen. Myös kasveihin siirretty tuholaiskestävyys säilyi
tehokkaana tutkituissa ilmasto-oloissa.
Sekundaariyhdisteissä selkeitä vasteita ilmastonmuutostekijöille
Kohotettu hiilidioksidipitoisuus lisäsi kasvien ilmaan vapauttamia haihtuvia
terpenoideja ja vähensi glukosinolaattien (ristikukkaisille kasveille
tyypillisiä yhdisteitä) pitoisuutta lehdissä. Otsoni vähensi terpenoidien
päästöä ja vaikutti erisuuntaisesti tiettyihin rakenteeltaan eroaviin
glukosinolaattiryhmiin sekä Bt- että tavanomaisella kasvityypillä.
Haihtuvien yhdisteiden merkitys luonnollisten vihollisten houkuttelemiseen
selvitettiin loispistiäisten käyttäytymiskokeessa, jossa pistiäiset
suunnistautuivatkin enemmän loisisäntänsä vioittamalle rapsille kuin
vioittamattomalle kontrollikasville. Pistiäiset suunnistautuivat tehokkaasti
myös vioitetulle Bt-rapsille, vaikka tuholaisvioitus oli Bt-toksiinin vuoksi
kasveissa selvästi pienempää.
Kohotettu hiilidioksidipitoisuus ei vaikuttanut pistiäisten
suunnistautumiskykyyn, mutta kohotetussa otsonipitoisuudessa loispistiäiset
eivät pystyneet suunnistautumaan heikosti vioitetulle Bt-rapsille. Bt-rapsilla
tiettyjen haihtuvien terpenoidien ja yhden glukosinolaatin lisääntyminen
tuholaisvioituksessa estyi.
Bt-geenillä ei ollut vaikutusta ei-kohdetuholaisina tutkittuihin kirvoihin
Tutkittu GM-rapsi tuottaa Bt-toksiinia, joka estää vain perhostoukkien
syöntiä. Tästä johtuen Bt-toksiinilla ei odotetusti ollut suoraa vaikutusta
ei-kohdetuholaisina tutkittujen kahden kirvalajin menestymiseen. Bt-rapsin
kokonaistyppipitoisuus oli suurempi ja hiilipitoisuus pienempi kuin
tavanomaisella rapsityypillä vegetatiivisessa kasvuvaiheessa, mutta myöskään
tämä ei aiheuttanut eroja kirvojen menestymisessä. Kirvojen vasteet kohotettuun
hiilidioksidipitoisuuteen ja lämpötilaan olivat samanlaiset Bt- ja
tavanomaisella rapsityypillä.
Laboratoriomittakaavan kokeiden havainnot tärkeitä suunniteltaessa
muuntogeenisten kasvien kenttäkokeita
Koska tutkimuksen tulokset on saatu laboratorio-oloissa tehdyissä,
vegetatiivisen kasvuvaiheen vasteita mittaavissa kokeissa, ei tutkimuksesta voi
tehdä suoria johtopäätöksiä käytännön ekologiseen riskinarviointiin tai
maataloudellisiin ohjeistuksiin. Pitkäaikaisten, kenttäoloissa kerättyjen
havaintosarjojen tarve on selkeä, kun selvitetään laboratorio-oloissa
havaittujen muutoksien laajempaa merkitystä. Vertailukohdaksi voidaan näin
sisällyttää tavanomaisten lajikkeiden yleisimmät nykyaikaiset
tuholaistorjuntakäytännöt maataloudessa sekä ympäristötekijöiden vaihtelu.
Muuntogeenisten kasvien käyttöä koskevassa päätöksenteossa tapauskohtaisen
riskinarvioinnin on toivottavaa kuitenkin huomioida muuttuneiden kasvuolojen,
mukaan lukien ilmastonmuutoksen, mahdolliset vaikutukset kunkin uusia
ominaisuuksia ilmentävän kasvityypin käyttöön liittyviin ympäristöriskeihin.
Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C.
Luonnontieteet ja ympäristötieteet, ISBN 978-951-27-1186-4. Sitä voi tilata
yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai
verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml
Lisätietoja:
Sari Himanen, Kuopion yliopisto, ympäristötieteen laitos
p. 040 355 3177
sari.himanen@uku.fi
Kuopion yliopisto
Viestintä
tiedotus@uku.fi
