Grass-endophyte coevolution and ploidy levels in fescues

Serdar Dirihan

Espanjasta Grönlantiin ja Färsaarilta Kevolle ulottunut väitöstutkimus pyrki selvittämään yleisen heinälajin, punanadan, populaatioissa havaitun vaihtelun syitä. Natojen ulkomuodossa, sienikumppanin esiintymisessä ja kromosomiluvussa havaittu vaihtelu osoittautui odotettuakin suuremmaksi. Vaihtelu on seurausta luonnonhistoriallisista tapahtumista, kuten jääkaudesta, sekä paikallisista ympäristöeroista, kuten lammas- ja porolaidunnuksesta.

Nadat ovat monenlaisiin ympäristöolosuhteisiin sopeutuneita heiniä, joita tavataan eri puolilla maailmaa. Niitä käytetään myös laajasti maataloudessa nurmi- ja rehutuotannossa sekä nurmikkoina puistoissa ja pihamailla.

Monien natojen solukoissa elää endofyyttinen mikrosieni. Tämä kasvissa systeemisenä elävä sienikumppani leviää siemenen mukana seuraavaan kasvisukupolveen ja lisää heinän menestystä erilaisissa ympäristöolosuhteissa. Myös natojen vaihtelevien kromosomilukujen on arveltu liittyvän sopeutumiseen ääriolosuhteisiin, kuten kuivuuteen, mataliin lämpötiloihin tai niukkaan ravinteisuuteen.

– Tutkimissani punanatapopulaatioissa sienikumppaneita löytyi 0-80 % tutkituista kasveista. Erityisen mielenkiintoista oli, että samoista natapopulaatioista löytyi myös kolmea eri kromosomilukua. Tutkin erityisesti eurooppalaisten punanatojen alalajien ulkomuodon, kromosomimäärän vaihtelun ja sienikumppanin välistä suhdetta. Toisin kuin aikaisemmassa kirjallisuudessa on esitetty, samassa alalajissa esiintyi eri kromosomilukuja, Turun yliopistossa väittelevä Serdar Dirihan sanoo.

Tutkimuksessa kasvien kromosomilukujen tarkasteluun kehitettiin kustannustehokas kuoppalevy-virtaussytometriamenetelmä.

– Tämän aikaa ja materiaaleja säästävän analyysitavan avulla pystyin määrittämään luonnosta keräämieni yli 1000 kasviyksilön kromosomiluvun.

Tutkimuksen tuloksia voidaan soveltaa nurmikasvijalostuksessa

Luonnosta kerättyjen natojen lisäksi väitöstyössä tutkittiin myös kahta maataloudessa tärkeää nurminata- ja ruokonatalajiketta. Heinä-apilaseosten on esitetty olevan tuottoisampia ja kestävämpiä kasvustoja kuin heinäkasvusto monokulttuurina. Väittelijä toteutti nata- ja puna-apilakilpailukokeen, jossa havaittiin, että heinälaji, ravinteiden saatavuus ja heinän sienikumppani yhdessä määrittivät heinien kasvua, joka oli korkeampi seoksissa kuin monokulttuureissa.

– Tulokseni saattavat uuteen valoon osan taksonomiassa käytettyjen tuntomerkkien sovellettavuudesta alalajien ja ekotyyppien määrittämisessä. Lisäksi tutkimukseni tuloksia voidaan soveltaa nurmikasvijalostuksessa ja kestävässä nurmikasvituotannossa, joka huomioi paikalliset ympäristön erityispiirteet, Serdar Dirihan sanoo.

Väitöskirja on englanninkielinen