DNA-merkit kasvigeenivarojen tutkimisessa

2017-06-07T08:57:33+03:00

Kasvigeenivarojen suojelun tarkoituksena perinnöllisen monimuotoisuuden säilyttäminen

Kasvigeenivarojen suojelun tarkoituksena on säilyttää tietyn lajin ja sen luonnonvaraisten sukulaisten koko perinnöllinen monimuotoisuus, koska tällöin on suurempi todennäköisyys, että mukana on myös hyödyllisiä geenejä. Jotta voidaan arvioida, mitkä yksilöt/populaatiot kannattaa säilyttää, pitää monimuotoisuutta pystyä mittaamaan.

Kuvassa yhden lajin, tarhaomenan (Malus domestica) erilaisia lajikkeita. Kuva: Tarja Hietaranta, MTT.

Monimuotoisuutta voidaan mitata DNA-merkkien avulla

Perinteisesti monimuotoisuuden arviointi on perustunut kenttäkokeisiin ja näkyviin ominaisuuksiin, joihin kuitenkin ympäristö vaikuttaa. Toisaalta näkyviä, helposti havaittavia ominaisuuksia on vain rajallinen määrä, minkä vuoksi varsinkin yksilötunnistus on mahdotonta. Sen sijaan DNA-merkkien määrä on lähes rajaton ja ne kuvastavat suoraan DNA:n monimuotoisuutta. DNA- eli geenimerkkejä on olemassa useita erilaisia. Melkein kaikki merkkityypit perustuvat PCR- eli polymeraasiketjumenetelmään, jossa DNA-merkkejä monistetaan lyhyiden DNA-pätkien, alukkeiden avulla.

Kuvassa mikrosatelliitti – DNA-merkki, jonka avulla voidaan erottaa kaksi ruislajiketta toisistaan. Mikrosateliitti sisältää kahden tai useamman emäksen toistojakson moninkertaisesti perimässä. Alimmalla rivillä on standardinäytteen antamat emäsparikoot (bp = base pair eli emäspari).

Monimuotoisuuden arviointi on tärkeää

Monimuotoisuuden arviointi on tärkeää useasta eri syystä. Ensinnäkin, pitää pystyä määrittämään, kuinka samanlaisia eri yksilöt tai populaatiot ovat, koska täysin samanlaisia yksilöitä tai populaatioita ei kannata säilyttää. Toiseksi, halutaan säilyttää sellaiset yksilöt, joilla on tiettyjä jalostuksen kannalta hyviä ominaisuuksia. Lisäksi, monimuotoisuuden kokonaismäärän arviointi on tärkeää, koska hyvin muuntelevalla yksilöllä tai populaatiolla on suuremmat mahdollisuudet selviytyä, kun luonnonolosuhteet muuttuvat.

Esimerkki tutkimuksesta: Genetic structure and diversity of a collection of Brassica rapa subsp. rapa L. revealed by simple sequence repeat markers. Soengas P, Cartea ME, Francisco M, Lema M ja Velasco P. Journal of Agricultural Science 2011, 149: 617-624

Viittausohje

2016-02-25T18:57:20+02:00

Pirjo Tanhuanpää: Geneettisen monimuotoisuuden tutkiminen
Katso viittausohje.

Sukupuu eli dendrogrammi

2016-02-25T18:57:34+02:00

DNA-merkkien avulla voidaan laskea kasviyksilöiden väliset geneettiset etäisyydet ja niihin perustuen piirtää dendrogrammi, puumainen kaavakuva, joka havainnollistaa yksilöiden ja ryhmien välisiä sukulaisuuksia. Samaan ryhmään kuuluvat yksilöt sijoittuvat samaan puun oksaan. Oksan pituus kuvastaa ryhmän etäisyyttä muista ryhmistä.

Kuvassa Brassica rapa – monimuotoinen laji, josta on olemassa erilaisia morfotyyppejä eli muototyyppejä. Rypsi on yksi morfotyypeistä eli sitä viljellään siemenistä saatavan öljyn vuoksi. Toisista morfotyypeistä käytetään ihmisravinnoksi lehtiä (esim. kiinankaali) ja toisista juuria (esim. nauris). Kuvassa kolme eri juurityypin lajiketta, kolme lehtityyppiä ja kaksi rypsilajiketta. Dendrogrammissa eri lajikkeiden yksilöt ovat selvästi omina ryhminään eri oksissa ja lisäksi eri morfotyypit sijoittuvat puun eri haaroihin.