Vihreä - kasvibioteknologia
Vihreä bioteknologia kattaa kasvibioteknologian sekä maa- ja metsätalouden sovellukset.
Ensimmäisiä sovelluksia ovat muun muassa tuhohyönteisiä ja torjunta-aineita kestävät viljelykasvit sekä vitamiinien ja ravintoaineiden tai lääketeollisuuden raaka-aineiden tuotanto muuntogeenisissä kasveissa.
Vihreäksi bioteknologiaksi kutsutaan menetelmiä, joissa käytetään kasveja ja kasvisoluja esimerkiksi ruuan, eläinrehujen, lääkeaineiden ja muiden tuotteiden valmistuksessa ja muokkauksessa. Maa- ja metsätaloudelle bioteknologia tuo uusia mahdollisuuksia esimerkiksi tuotantokasvien jalostukseen. Muuntogeenisiä kasvilajikkeita viljellään jo maailmalla ja niiden määrä on kasvussa.
Kasvinjalostus
Jalostuksessa on aina kysymys perimän ohjaamisesta haluttuun suuntaan. Ihminen on jo vuosituhansia pyrkinyt parantamaan ravintonsa laatua ja muuntanut hyötykasvien perimää ratkaisevasti jalostamalla heiveröisistä ruohoista vankkakortisia ja satoisia viljakasveja ja tuottamalla myrkyllisistä koisokasveista ravinnoksi kelpaavia tomaatteja ja perunoita. Tavanomaiseen jalostukseen on kuulunut myös perimän muuntelun vauhdittaminen aiheuttamalla perimään mutaatioita esimerkiksi säteilyttämällä siemeniä tai käsittelemällä niitä erilaisilla kemikaaleilla.
Geeniteknologia on uusin tapa lisätä perimän vaihtelua. Jalostus perustuu edelleen samaan periaatteeseen kuin aiemminkin: perimän vaihtelusta poimitaan ja vahvistetaan hyödyllisiä ominaisuuksia. Geeniteknologia mahdollistaa täsmäjalostuksen ja satoisampien ja terveellisempien kasvilajikkeiden kehittämisen. Geeniteknologian avulla voidaan tehostaa viljelykasvien luontaista tautien ja stressin vastustuskykyä ja näin vähentää ympäristöä kuormittavien kemiallisten tuholaismyrkkyjen ja lannoitteiden käyttöä.
Metsäpuiden jalostus täsmentyy ja nopeutuu
Metsäpuiden bioteknisen tutkimuksen avulla voidaan muokata puun taloudellisesti tärkeitä ominaisuuksia haluttuun suuntaan ja lyhentää aikajännettä, jolla jalostustyön tuloksia nähdään käytännössä. Helsingin yliopistolla tutkitaan puun ligniinin biosynteesiä tavoitteena jalostaa metsäpuulinjoja, jotka soveltuvat mahdollisimman hyvin puunjalostusteollisuuden raaka-aineeksi. Puun kuivapainosta ligniiniä on 20-30 prosenttia. Ligniini lisää puun mekaanista kestävyyttä ja suojaa puuta kemiallisesti taudinaiheuttajia vastaan. Paperin raaka-aineena käytettävästä puusta ligniini on poistettava. Ligniinin poisto on kallista ja kuormittaa ympäristöä. Helsingin yliopistolla ligniinin biosynteesiä tutkii viisi tutkimusryhmää, joissa työskentelee orgaanisen kemian, kasvifysiologian ja geenitekniikan asiantuntijoita.
Lue myös: Millaista käytännön hyötyä on bioteknologiasta metsäpuiden tutkimuksessa? Mikä on suomalaista erikoisosaamista tällä alueella? Asiantuntijavastaukset >>> (FAQ)Muuntogeeniset kasvit
Valtaosa muuntogeenisistä kasveista on tehty tutkimustarkoituksia varten. Muuntogeenitekniikka on tutkimuksen perustyökalu, jota käytetään esimerkiksi tutkittaessa tietyn geenin toimintaa. Tutkimus- ja tuotekehityksen tarkoituksena on myös tuottaa uusia sovelluksia kaupalliseen käyttöön. Taloudellisesti hyvin menestyneitä ovat muuntogeeniset viljelykasvit, joihin on tehty kasvintuotantoon liittyviä parannuksia.
Viljelykäyttöön maailmalla on hyväksytty muuntogeeninen soija, maissi, puuvilla ja rypsi. Niihin on lisätty geenitekniikalla kykyä sietää rikkakasvintorjunta-aineita tai puolustautua tuholaisia tai viruksia vastaan. Siirtogeenisten viljelykasvien käyttö on lisääntynyt jatkuvasti. Suosituimpia ovat rikkakasvien torjunta-aineille (herbisideille) kestävät lajikkeet. Kasveihin on siirretty bakteerin geeni, joka antaa vastustuskyvyn tiettyä herbisidiä vastaan.
Lue lisää: Geeniruoka EKSTRA: Geeninsiirto tekniikkana >>>
Muuntogeenisissä eliöissä perintötekijöitä on muunnettu geeniteknologian avulla. Se tapahtuu joko lisäämällä perimään uusia perintötekijöitä eli geenejä tai muokkaamalla siinä jo olevien geenien toimintaa. Muuntogeenisiä eliöitä, joihin on siirretty uusi geeni toisesta eliöstä, kutsutaan usein siirtogeenisiksi. Suurin osa kaupallisessa kasvatuksessa olevista muuntogeenistä viljelykasveista on siirtogeenisiä. Niihin on siirretty geeni, joka toimiessaan saa aikaan halutun ominaisuuden.
Muuntogeeniset lajikkeet osana tulevaisuuden kasvinjalostusta
Boreal Kasvinjalostus Oy on Suomen johtava uusia peltokasvilajikkeita tuottava yritys. Sen päätuotteita ovat ohra ja kaura sekä öljy- ja nurmikasvit. Borealissa kehitetään muun muassa muuntogeenistä perunalajiketta. Perunalajikkeen tärkkelyspitoisuutta on geeninsiirron avulla saatu nostettua 21–22 prosenttiin tavanomaisen 17–18 prosentin asemesta. Lajike on tarkoitettu tärkkelysteollisuuden käyttöön, ja sitä odotetaan markkinoille 2010-luvun alkupuolella.
Ympäristökysymykset
Kasvinviljelyssä on totuttu ottamaan huomioon eri kasvien ja viljelytekniikoiden keskinäiset vaikutukset viljely-ympäristössä. Saman kasvin eri lajikkeiden sekoittumista ehkäistään suunnittelemalla peltolohkolle peräkkäisiksi vuosiksi sopiva kasvinvuorotus. Lajikkeiden aitoutta vaalitaan myös sijoittamalla ne tarpeeksi kauaksi toisistaan, jotta risteytyminen estyy. Näiden toimien merkitys korostuu viljeltäessä muuntogeenisiä ja tavanomaisia lajikkeita sekä luomutuotteita rinnakkain.
EU:n säännöksistä muuntogeenisten tuotteiden merkintää koskien seuraa, että jo raaka-aineiden tuotantovaiheessa muuntogeeniset, tavanomaiset ja luomukasvit ja niistä korjattu sato on voitava pitää erillään. EU:ssa on luotu kattava lainsäädäntö muuntogeenisten lajikkeiden kehittämiseen ja käyttöön, jotta niitä voitaisiin hallita ja ennakoimaan mahdollisia riskejä.
Geenitekniikan käyttö kasvinjalostuksessa herättää keskustelua. Geenitekniikka mahdollistaa tiettyjen ominaisuuksien täsmäjalostuksen, mutta ovatko näin aikaan saadut lajikkeet ympäristölle haitallisempia kuin perinteiset?
Lue lisää: Geeniruoka EKSTRA >>>
Geeniteknologian käyttö on luvanvaraista
Muuntogeenisiä organismeja koskee oma tarkka säätelynsä, joka kattaa niin tutkimuksen, tuotekehityksen kuin lopullisten tuotteiden hyväksymisen. Keinotekoisten mutaatioiden käyttö jalostuksen lähtömateriaalina ja avustettu, myös lajien välinen, risteytyminen ovat tavanomaista jalostusta eikä niihin kohdistu erillistä geenitekniikkalainsäädäntöä.
Lue lisää: Lainsäädäntö >>>
Tulevaisuuden sovellukset
Globaaleja kasvibioteknologian tulevaisuuden sovelluksia ovat viljelykasvien kuivuuden- ja suolankestävyyden parantaminen sekä ravintopitoisuuden parantaminen lisäämällä kasvin vitamiini- ja rautapitoisuutta tai muuttamalla rasvahappo- tai tärkkelyskoostumusta.
Tulevaisuudessa muuntogeenisiä kasveja kehitetään myös muihin kuin pelkästään maataloustuotannon tarpeisiin. Uusia sovellusalueita ovat lääkeaineiden tuotanto, teollisuuden raaka-ainetuotanto ja ympäristösovellukset, kuten saastuneiden maa-alueiden puhdistaminen. Samalla bioteknologian osa-alueet maataloudesta lääketieteelliseen ja teolliseen bioteknologiaan lähestyvät toisiaan.
Uusissa sovelluksissa säädetään myös kasvin omien geenien ilmenemistä eikä aina pyritä lainaamaan ominaisuutta muista eliöistä. Sovellukset tukeutuvat yhä tarkentuvaan tietoon kasvien toiminnasta.
Mitkä ovat kiinnostavimpia kehitteillä olevia sovelluksia maailmalla? Lue asiantuntijoiden listaamat sovellukset >>>