Vastaväittäjä: Professori Yrjö Helariutta, Helsingin yliopisto
Kustos: Professori Sirpa Kärenlampi, Kuopion yliopisto
Aika ja paikka: 12.6.2009 klo 12, Mediteknian auditorio

Väitöstiedote:

Geenitutkimuksen avulla selvitetään raskasmetallien kertymistä kasveihin

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin kasveista metallien sietoon ja kertymiseen vaikuttavia geenejä. Metallien kertymisen ymmärtäminen on tärkeää, koska esimerkiksi ravintokasvien metallipitoisuuksilla on merkitystä myös ihmisten terveyden kannalta. Toisaalta kasvien kykyä sietää ja kerätä metalleja voitaisiin hyödyntää kasvien avulla tapahtuvassa maaperän kunnostuksessa tai pilaantuneen alueen kasvituksessa.

Osa luonnossa tavattavista kasveista pystyy sietämään hyvin korkeita metallipitoisuuksia. Lisäksi tietyt kasvilajit pystyvät keräämään sisäänsä huomattavia määriä metalleja. Eräs tällainen kasvilaji on Kuopiossakin yleisesti kasvava kevättaskuruoho, joka voi sisältää sinkkiä useita prosentteja kuivapainostaan. Lisäksi kevättaskuruohossa voi olla runsaasti kadmiumia ja nikkeliä. Vielä ei ole tiedossa, miten tällainen poikkeuksellinen metallien kertymiskyky on mahdollista. Kevättaskuruoho on molekyylibiologian mallikasvin, lituruohon, läheinen sukulainen, mutta kevättaskuruohon perimää ei ole vielä selvitetty, joten sen geenit ovat pääosin tuntemattomia.

Väitöskirjatyössä löydettiin kevättaskuruohosta useita ennestään tuntemattomia geenejä, kun eri populaatioita verrattiin toisiinsa metallialtistuksessa. Osa löydetyistä geeneistä siirrettiin hiivaan sekä mallikasviin geenien toiminnan tutkimiseksi. Eräs tutkituista geeneistä oli metallotioniini, jonka ilmentymisen havaittiin olevan voimakkaampaa metalleja hyvin sietävissä kevättaskuruohopopulaatioissa. Hiivassa geeni lisäsi metallien sietoa ja kertymistä. Kevättaskuruohon risteymissä tai muuntogeenisissä lituruohoissa metallotioniinin ei havaittu vaikuttavan metallien kertymiseen. Geeni vaikutti kuitenkin kasvua heikentävästi alhaisissa metallipitoisuuksissa, joten geenituote ilmeisesti sitoo metalleja.

Metallotioniinien toimintaa tutkittiin transkriptitasolla metalleja hyvin sietävässä nurmikohokissa sekä metalleilla pilaantuneelle alueelle istutetuissa hybridihaavoissa. Tutkimalla nurmikohokin risteymiä havaittiin, että metallotioniini sinänsä ei ilmeisesti pysty aiheuttamaan metallien sietoa, mutta se vaikuttaa metallien siedon hienosäätöön.

Pilaantuneelle alueelle istutetuista hybridihaavoista tutkittiin juurten, varren ja lehtien metallipitoisuudet. Osa metalleista jäi juuriin, kun taas esimerkiksi sinkki ja kadmium kulkeutuivat maanpäällisiin osiin. Lisäksi metallotioniinin ilmentymisen havaittiin korreloivan lehtien kadmium- ja sinkkipitoisuuksien kanssa. Vaikka metallotioniinien vasteita metalleille on tutkittu runsaasti, tutkimus on ensimmäisiä pilaantuneella alueella tehtyjä geenin toiminnan tutkimuksia.

Väitöskirjatyössä saadut tulokset antavat lisätietoa kasvien metallien siedosta geenitasolla. Erityisesti tutkimuksessa saatiin uutta tietoa yhden geeniperheen, metallotioniinien, toiminnasta useassa kasvilajissa.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet, ISBN 978-951-27-1190-1. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml

Lisätietoja:
Viivi Hassinen, Kuopion yliopisto, Biotieteiden laitos
p. 040 355 3115
viivi.hassinen@uku.fi