Kasvigeenivarojen säilytystavat

Säilytettävien kasvikantojen valinta ja säilytyspaikat

Vastuualueenamme ovat Suomen kannalta merkittävät, hyvin olosuhteisiimme sopeutuneet viljelykasvien geenivarat. Kansallinen kasvigeenivaraohjelma on perustanut kasviryhmäkohtaisia työryhmiä päättämään siitä mitkä kasvikannat tulee ottaa pitkäaikaissäilytyksen piiriin. Ryhmät on perustettu peltokasveille, hedelmille ja marjoille, vihanneksille, yrteille ja rohdoksille sekä viherrakentamisen kasveille.

Säilytyksen perusteena voi olla se, että lajike on jalostettu Suomessa. Se voi myös olla tiettävästi suomalainen maatiaiskanta, joka on syntynyt ennen varsinaista kasvinjalostusta luonnon olosuhteiden ja viljelijän tekemän valinnan seurauksena. Säilytysperuste voi olla myös joku kasvikannan sisältämä erityinen ominaisuus, kuten taudinkestävyys, hyvä maku tai hyvä rakenne. Perusteena voi lisäksi olla se, että kasvikanta on suomalaisille kulttuurihistoriallisesti arvokas ja siitä on mainintoja ja kuvauksia alan suomalaisessa kirjallisuudessa. Perusteeksi riittää myös se, että kasvikanta on osoitettu geneettisen monimuotoisuuden kannalta arvokkaaksi, eli se lisää merkittävällä tavalla jo olemassa olevan kokoelman monimuotoisuutta. Geneettiset etäisyydet voidaan todentaa DNA-analyysein. Kasvien ominaisuuksista saadaan tietoa vertailevien kenttäkokeiden avulla.

Kasvigeenivarojen säilytyspaikkoja ovat geenipankit ja kenttäkokoelmat. Niissä kasveja voidaan säilyttää siemeninä, elävinä kasveina, solukkoviljelminä, tai kylmä- eli kryosäilytyksessä pelkkinä kasvupisteinä tai lepotilaisina silmuina. Säilytys tapahtuu kontrolloiduissa olosuhteissa. Kasvigeenivarojen säilymistä voidaan edistää myös kannustamalla niiden pitämistä viljelyssä. Tällöin puhutaan viljelyllä suojelusta. Kasvigeenivarojen suojelussa tarvitaan toisiaan täydentäviä ja vaihtoehtoisia säilytysmenetelmiä, jotta voidaan taata säilytyksen varmuus ja tuoda kasvilajikkeita eri käyttäjien ulottuville.

Säilytys siemeninä geenipankkien pakastimissa

Pohjoismaat ovat yhdistäneet voimansa, ja perustaneet yhteisen geenivarakeskuksen, NordGenin. Se sijaitsee Alnarpissa Etelä-Ruotsissa. NordGen perustettiin vuonna 2008 ja sen rahoitus tulee Pohjoismaisen ministerineuvoston kautta. Taustalla on pitkäaikainen pohjoismainen yhteistyö geenivarojen säilyttämisen ympärillä.

Siemenet lähetetään tietoineen NordGeniin säilytettäväksi. NordGenin asiantuntijat varmistavat säilytysperusteen. Sen täyttyessä, siemenet pakataan pieniin pusseihin ja säilötään pakastimiin -20 celsiusasteen lämpötilaan.

Hyvän geenipankkitoiminnan tapojen mukaisesti siementen itävyyttä tarkastellaan tietyin väliajoin. Itävyyden alkaessa heikentyä siemeniä kylvetään kasvihuoneelle tai avomaalle ja kasvavien kasvien sadosta otetaan uusi siemenerä pakastettavaksi. Tätä kutsuttaan siemenen regeneroimiseksi eli uudistamiseksi.

NordGen toimittaa pyynnöstä siemeniä tutkimuksen ja lajikejalostuksen tarpeisiin. Myös yksityisillä harrastajilla on aika ajoin ollut mahdollisuus tilata siemeniä kokeiltavaksi. Tiedot siemenistä talletetaan SESTO-tietokantaan, joka on kaikille avoin.

Lisätietoja: NordGenin toimintaa ja SESTO-tietokantaan voi tutustua verkkosivuilla www.nordgen.org

Siementen kansainvälinen varmuusvarasto Huippuvuorilla

Siementen säilymistä varmistetaan Norjan Huippuvuorille perustetussa varmuusvarastossa, Svalbard Global Seed Vault, SGSV. Siemennäytteitä oli vuoden 2014 heinäkuussa talletettu yli 824 000 kappaletta, 4740 lajista ja 232 maasta. Myös lähestulkoon kaikki suomalaista alkuperää olevat siemennäytteet ovat Svalbardissa.

Huippuvuorten varmuusvarastosta tekee ainutlaatuisen sen sijainti. Varasto on perustettu vanhaan hiilikaivokseen. Näytteitä suojaavat paksut hiekkakivikerrostumat ja ikirouta. Vaikka koneellinen lämpötilan säätö (-18 celsiusastetta) rikkoutuisi, tila pysyisi silti pakkasella. Sijainti on kaukainen ja suojainen, mutta silti saavutettavissa lentoyhteydellä.

Huippuvuorten siementen varmuusvaraston avulla pystytään parhaimmillaan pelastamaan viljelykasvien geenivarojen häviäminen katastrofeissa, kuten sodissa ja ennustamattomissa luonnonilmiöissä. Esimerkiksi Syyrian pitkään jatkuneet levottomuudet ovat vakavasti vaikeuttaneet ICARDA:n kansainvälisen tutkimuslaitoksen kuiviin olosuhteisiin sopeutuneiden viljojen geenipankin toimintaa. Onneksi lähes kaikki geenipankin kasvikannat ovat nyt saatu talletettua Huippuvuorten varmuusvarastoon. Siemenpankin omistaa Norjan valtio, The Global Diversity Trust rahoittaa toimintaa, ja NordGen vastaa toiminnasta.

Lisämateriaalia

Linkistä voit tutustua Huippuvuorten varmuusvaraston toimintaan. Huippuvuorten siemenvaraston siemenvalikoimaan voit tutustua käyttämällä linkistä avautuvaa tietokantaa.

Video Huippuvuorilla sijaitsevasta siementen varmuusvarastosta. Vaatii englanninkielentaitoa.

Videota katsoessa voi miettiä
  • Miksi tämä vanhaan hiilikaivokseen tehty holvi on turvallinen säilytyspaikka?
  • Minkälaiset tekijät voivat uhata maailman geenipankkeja?
  • Minkälaisissa tilanteissa siemeniä ehkä täytyisi palauttaa siemenvarastosta viljelyyn?

Säilytys kasveina kenttäkokoelmissa

Kasvullisesti eli vegetatiivisesti lisättävien kasvien geenivarat säilytetään pääosin elävinä kasveina pellolla kenttäkokoelmissa. Näitä lajeja ovat mm. hedelmäpuut (omena, päärynä, luumu, kirsikka), marjapensaat (vadelma, puna-, musta-, valko- ja viherherukka) ja vihannekset (sipulit, raparperi, piparjuuri), sekä yrtit ja rohdokset (kuten ruusujuuri, minttu, aaprottimaruna).

Osa kasveista lisääntyy luontaisesti kasvullisesti, rönsyistä tai maavarsien avulla. Lisäksi esimerkiksi ristipölytteisen omenapuun lisäys on tehtävä kasvullisesti vartteesta, jos halutaan että jälkeläinen säilyttää emokasvin ominaisuudet. Omenan siemenestä ei tule emopuun kanssa samanlaista omenapuuta, koska sen perimässä on puolet pölyttäjänä toimivan omenalajikkeen geenejä ja vain puolet emopuun geenejä. Tällöin perimä eli genotyyppi muuttuu, koska kasvi ilmentää sekä isänsä että äitinsä ominaisuuksia.

Kukin pohjoismaa säilyttää kasvulliset kokoelmansa omassa maassaan. Kokoelmat ovat pääosin Luonnonvarakeskuksen toimipaikoissa. Säilytystä varmistetaan kaksoiskokoelmin, joista moni on maa- ja puutarhatalouden oppilaitosten mailla.

Varmuussäilytys solukkoviljelyssä ja kylmäsäilytyksessä

Koska kenttäkokoelmissa kasvit ovat sääolosuhteiden, tautien ja tuholaisten arvoilla, on varmuussäilytys suotavaa. Kasvullisesti lisättävien kasvien varmuussäilytys voidaan tehdä in vitro tai kryo -säilytyksessä. In vitro -säilytys tarkoittaa säilyttämistä solukkoviljelmissä. Kasvista tehdään puhtaissa olosuhteissa mikrolisäysaloitus (esim. verson kärki tai sivusilmu) keinotekoiselle ravintoalustalle läpinäkyviin putkiin tai kasvatusastioihin, ja pidetään se suotuissa olosuhteissa kasvatuskaapissa tai -huoneessa. Viileys hidastaa kasvua ja alustan vaihtoväliä, ja siten alentaa menetelmän kustannuksia. Solukkoviljelmissä säilytetään erityisesti peltokokoelmissa helposti tauteja saavia kasvilajeja.

Enenevässä määrin on siirrytty kylmä- eli kryosäilytykseen. Siinä kasvisolukoita pakastetaan ja säilytetään nestetyppitankeissa. Nestetypen lämpötila on -196 celsiusastetta. Kasvinäytteet säilytetään sen kaasufaasissa, jossa lämpötila on hiukan alempi, noin -170 celsiusastetta. Pakastettava solukko käsittää kasvupisteen. Myös lepotilaisten silmujen menetelmää on käytetty. Kryosäilytyksessä kasvikannat säilyvät elvyttämiskelpoisina vuosikymmeniä, eivätkä taudit, tuholaiset tai epäedulliset sääolosuhteet pääse niitä turmelemaan.

Luonnonvarakeskuksen kryosäilytystoiminnot sijaitsevat Luonnonvarakeskuksen Laukaan toimipisteessä. Siellä tällä menetelmällä säilytetään mm. vadelman, mansikan ja mustaherukan geenivarakokoelmien kasvikantoja.

Lisätietoja: Nukari A. & Rantala S. 2014. Vatukat ja mustaherukat vaaroilta tallessa kryotankissa. GeeniVarat 2014, s. 10-11.

Viljelyllä suojelu

Kansainvälisessä biodiversiteettisopimuksessa (CBD 1992) todetaan, että suojelu in situ -olosuhteissa on perusvaatimus geenivarojen suojelulle. In situ -olosuhteissa suojelu tarkoittaa esimerkiksi viljelykasvien viljelyä niiden luontaisessa ympäristössä. Se tarkoittaa viljelykasvien, etenkin maatiaiskasvien, viljelyä pelloilla ja puutarhoissa ja niillä maantieteellisillä alueilla, joissa ne ovat kehittäneet erityisominaisuutensa.

Viljelysuojelu eroaa siemenenä tai kokoelmana säilyttämisestä etenkin siinä, että aktiiviviljely mahdollistaa kasvilajikkeen tai -kannan kehittymisen eli viljelyyn sopeutumisen jatkumisen. Se edesauttaa myös viljelystä riippuvaisten luonnonvaraisten lajien säilymistä, kuten ruiskaunokin tai ruiskattaran esiintymistä rukiin seuralaislajina. Lisäksi viljelysuojelussa harvinaiset kasvilajikkeet ovat eri tavalla yhteiskunnan eri toimijoiden tavoitettavissa ja käytettävissä kuin geenipankkisäilytyksessä. Viljeltynä maatiaiskasvit ja harvinaistuneet kasvilajikkeet ovat paikallisesti esillä ja sitä kautta jokaisen halukkaan käytettävissä.

Myös sinä voit suojella geenivaroja viljelemällä niitä!

Jokainen harrastajaviljelijä ja kotipuutarhuri voi harjoittaa viljelysuojelua suosimalla suomalaisia maatiaiskasveja ja vanhoja kasvilajikkeita puutarhassa, pelloilla ja viljelypalstoilla. Viljelysuojelua voi yhtä hyvin harjoittaa myös julkisissa kohteissa, kuten kartanomuseoiden, kotiseutumuseoiden ja erilaisten oppilaitosten pihoissa ja puutarhoissa. Mitä useampi viljelee maatiaiskasveja, sitä varmemmin ne säilyvät.

Jotta viljelysuojelu ei olisi pelkästään kansalaisten harrastaneisuuden varassa, on kehitetty taloudellisia tukitoimia edistämään tiettyjen maatalouden ja puutarhojen maatiaiskasvien ja vanhojen lajikkeiden viljelyä. Suomessa tätä tukea kutsutaan alkuperäiskasvitueksi.

Lähde: HEINONEN, MAARIT (TOIM.). 2009. Maatiaiskasvien ylläpitoviljely Suomessa. Maa- ja elintarviketalous 144: 102 s.

Maatiaiskasvien viljelyyn voi saada rahallista tukea

Aktiivimaatiloilla tapahtuvaa kasvigeenivarojen säilyttämistä tuetaan taloudellisesti maatalouden ympäristötuen erityistuella. Suomessa on ensimmäisenä Euroopassa otettu käyttöön yhteiskunnallisia taloudellisia tukikeinoja maatiaiskasvien viljelyn edistämiseksi. Taloudelliset tukitoimet on katsottu tarpeelliseksi, sillä maatiaislajikkeet ja vanhat kauppalajikkeet ovat heikkosatoisempia kuin uudet kauppalajikkeet. Ympäristötukikaudelta 2000–2006 lähtien on ollut mahdollisuus niin sanottuun alkuperäiskasvitukeen, jota on voinut saada maatalouden vanhojen viljelykasvien viljelyyn.

Alkuperäiskasvien tukijärjestelmällä pyritään edistämään palkoviljojen, viljojen ja nurmikasvien maatiaisten ja vanhojen kauppalajikkeiden viljelyssä säilymistä. Lisäksi sillä pyritään parantamaan maatiaislajikkeiden siementavaran saatavuutta ja sitä kautta tarjota edellytyksiä erikoistuotteiden kehittämiseen.

Viljelijä sitoutuu viljelemään rekisteröityä lajiketta vähintään yhden hehtaarin sopimusalalla sopimuskauden ajan. Sopimuskausi on viisivuotinen. Tuki maksetaan yhdeltä hehtaarilta. Alkuperäiskasvituella viljelijä voi viljellä rekisteröimäänsä lajiketta rehuksi ja leipäviljaksi. Lisäksi rekisteröinti antaa viljelijälle oikeuden markkinoida maatiaislajikkeiden siementavaraa pieniä määriä.

Alkuperäiskasvituen saamisen edellytyksenä on rekisteröity maatiaiskanta, joka eroaa ulkoisilta ominaisuuksiltaan muista lajikkeista. Oikeus alkuperäiskasvien tukisopimukseen on ensisijaisesti sillä maatilalla, jolla maatiaiskantaa on viljely vuosikymmeniä ja viljely tapahtuu yhdellä maatilalla lajikkeen alkuperäisellä viljelyalueella. Myös lajikeluettelosta poistetun vanha kauppalajikkeen tai sen muuntuneen kannan viljelyyn voidaan myöntää tukea, mutta siinäkin tapauksessa sen edellytyksenä rekisteröinti alkuperäiskasvirekisteriin. Lajiketutkimukset ja päätöksen rekisteröinnistä tekee Elintarviketurvallisuusvirasto (Evira).

Tuettuja kasvilajeja ovat viljat (kaura, ohra, vehnä ja ruis), heinäkasvit, palkokasvit ja eräät muut kasvit. Heinäkasveista tuettuja ovat koiranheinä, nurminata, punanata, timotei ja niittynurmikka. Palkokasveista alsike-apila, puna-apila, valkoapila, härkäpapu ja peltoherne. Kaskinauris ja lanttu ovat myös tuen piirissä.

Lähde: HEINONEN, MAARIT (TOIM.). 2009. Maatiaiskasvien ylläpitoviljely Suomessa. Maa- ja elintarviketalous 144: 102 s.