Ecological interactions between herbivores and silver birch and aspen trees genetically modified for fungal disease resistance
Vihervuori L. (2015). Ecological interactions between herbivores and silver birch and aspen trees genetically modified for fungal disease resistance. https://doi.org/10.14214/df.196
Tiivistelmä
Ekologiset vuorovaikutukset kasvinsyöjien ja siirtogeenisten sienitautikestävyystutkimusta varten muunneltujen rauduskoivujen ja haapojen välillä Siirtogeenisten puiden (GM-puut) kasvatukseen liittyy riskejä ja ympäristöongelmia. Yksi suurimmista riskeistä liittyy siirtogeenisen aineksen pleiotrooppisiin tai tahattomiin vaikutuksiin, jolloin yksi geeni voi vaikuttaa useampaan kuin yhteen fenotyypin ominaisuuteen. Siirtogeenin vaikutuksia on vaikeaa ennakoida monimutkaisessa metsäekosysteemissä kasvaviin pitkäikäisiin puihin ja niitä ravintonaan käyttäviin eläimiin. Tässä väitöskirjassa tarkasteltiin kasvinsyöjähyönteisten ja -nisäkkäiden ja siirtogeenisten puiden, rauduskoivun (Betula pendula Roth) ja haapojen (Populus sp.) välisiä vuorovaikutuksia. Koivuun oli siirretty sokerijuurikkaan kitinaasia ja haapoihin männyn pinosylviinisyntaasia tuottava geeni. Siirtogeenit oli siirretty puihin sienitautiresistenssin parantamisen tutkimiseksi. Tutkittujen siirtogeenien tuottamat aineet saattavat tahattomasti vaikuttaa puiden kasvi-kasvinsyöjävuorovaikutukseen, kuten kasvinsyöjäkestävyyteen. Tämä johtuu kitinaasin kyvystä hajottaa kitiiniä, joka on paitsi sienten soluseinän myös hyönteisten keskeinen rakenneosa. Pinosylviini taas on puun puolustusaine mm. sieniä ja nisäkkäitä vastaan. Kenttäkokeella selvitettiin, poikkeavatko siirtogeenisten koivujen kasvulliset ja laadulliset ominaisuudet ja niiden kohtaama hyönteissyönti kontrollipuista. Syöttökokeissa tutkittiin siirtogeenisten puiden kelpaavuutta ravintona perhosille täplätupsukas ja härkäpää (Orgyia antiqua L., Phalera bucephala L.) sekä nisäkkäille metsäjänis ja metsäkauris (Lepus timidus L., Capreolus capreolus L.). Sokerijuurikkaan kitinaasi IV -siirtogeeni aiheutti puille ennakoimattomia vaikutuksia: Niiden kasvu oli heikompaa kuin kontrollien ja niiden lehtien punainen väritys indikoi stressiä. Heikompi kasvu selitti koivun ruskotäpläkärpäsen alempaa esiintymistiheyttä siirtogeenisillä puilla. Herbivoripaine erosi siirtogeenisten ja kontrollipuiden välillä: Siirtogeenisillä puilla esiintynyt lajisto ja lehtivauriot olivat yksipuolisempia, mutta kirvatiheys suurempi kuin kontrollipuilla. O. antiquan suhteellinen kasvu oli heikompaa siirtogeenisellä kuin kontrolliravinnolla. Nisäkkäiden syöttökokeissa siirtogeenisten ja kontrollipuiden välillä ei ollut eroa maistuvuudessa. Tulokset viittaavat siihen, että tutkittujen GM-puiden vaikutukset herbivoreihin ovat lajiriippuvaisia. Vaikutusten taustalla voivat olla siirtogeenin pleiotrooppiset vaikutukset, jotka vaikuttivat kasvi-herbivori-vuorovaikutukseen. Tulokset tulisi ottaa huomio! on GM-puiden riskinarvioinnissa.
Avainsanat
siirtogeeninen puu;
kafeteriakoe;
kenttäkoe;
herbivoria;
ennakoimaton vaikutus;
kitinaasi;
pinosylviinisyntaasi
-
Vihervuori,
University of Helsinki, Department of Forest Sciences
Sähköposti
Liisa.Vihervuori@helsinki.fi
Julkaistu 17.6.2015
Katselukerrat 9394
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.196 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Pasonen H.-L., Vihervuori L., Seppänen S.-K., Lyytikäinen-Saarenmaa P., Ylioja T., von Weissenberg K., Pappinen A. (2008). Field performance of chitinase transgenic silver birch (Betula pendula Roth): growth and adaptive traits. Trees - Structure and Function 22: 413–421.
https://doi.org/10.1007/s00468-007-0202-7
Vihervuori L., Pasonen H.-L., Lyytikäinen-Saarenmaa P. (2008). Density and composition of an insect population in a field trial of chitinase transgenic and wild-type silver birch (Betula pendula)
clones. Environmental Entomology 37: 1582–1591.
https://doi.org/10.1603/0046-225X-37.6.1582
Vihervuori L., Lyytikäinen-Saarenmaa P., Lu J., Pasonen H.-L. (2013). Effects of sugar beet chitinase IV on lepidopteran herbivores feeding on transgenic birch (Betula pendula). European Journal of Entomology 110: 253–262.
https://doi.org/10.14411/eje.2013.038
Vihervuori L., Lyytikäinen-Saarenmaa P., Tuomikoski E., Luoma M., Niemelä P., Pappinen A., Pasonen H.-L. (2012). Palatability of transgenic birch and aspen to roe deer and mountain hare.
Biocontrol Science and Technology 22: 1167–1180.
Lähetä sähköpostiin
