Kasvitaudit uhkaavat ruokaturvaa ja aiheuttavat merkittäviä tappioita. Esimerkiksi vehnän harmaalaikkua torjutaan vuosittain Euroopassa ruiskuttamalla yli miljardin arvosta torjunta-aineita pelloille – ja silti tauti syö vielä noin kaksi miljardia sadon arvosta. Lisäksi miljoonia sijoitetaan jalostusohjelmiin kestävämpien vehnälajikkeiden tuottamiseksi. Uusien torjunta-aineiden ja uusien kasvilajikkeiden tuominen markkinoille kestää usein toista kymmentä vuotta ja vaatii suuria investointeja vailla varmuutta tuloksesta.
Parempia keinoja tautien hallintaan tarvitaan, sillä uusien torjunta-aineiden ja kasvilajikkeiden rinnalla tuotamme jatkuvasti myös uusia tautilajikkeita. Torjunta-aineresistenssi on jatkuva ongelma nopeasti sopeutuvien tautien kanssa (vrt. antibioottiresistenssi sairaaloissa) ja uusien vastustuskykyisten lajikkeiden immuniteetti heikkenee yleensä muutamassa vuodessa, kun tauti muuttuu (vrt. vuosittainen kausi-influenssa). Harmaalaikku onkin erityisen monimuotoinen tauti: jo yhdellä pellolla voi olla miljardeja erilaisia yksilöitä, joista mikä tahansa saattaa kyetä murtamaan uusimman kasvinsuojelumenetelmän. Tästä monimuotoisuudesta johtuen taudin evoluutio on erittäin nopeaa.
Väitöskirjani neljässä tutkimusartikkelissa olen kehittänyt uusia ja parempia keinoja harmaalaikun hallintaan. Harmaalaikku on sienitauti, joka ilmenee kuolleina laikkuina vehnän lehdissä. Ensimmäisessä artikkelissa kehitimme kuva-analyysimenetelmää taudin vakavuuden mittaamiseksi tarkasti vehnän lehdistä. Mittasimme 335:n vehnälajikkeen vastustuskykyä pelto-olosuhteissa. Tutkimustulokset paljastivat uudenlaista vastustuskykyä sekä auttavat ymmärtämään vastustuskyvyn genetiikkaa – näin kasvinjalostus voi tehostua. Lisäksi menetelmä mahdollistaa pienivaikutteisen määrällisen vastustuskyvyn hyödyntämisen, joka pidentää lajikkeiden käyttöikää. Tuloksia on myös hyödynnetty hyperspektrikuvauksen kehittämiseen harmaalaikun mittaamiseksi. Toisena tutkimme sienen itiöiden tartuntatehokkuutta. Kehitimme tähän tarkoitukseen uuden menetelmän, jolla mittaaminen mahdollistuu helposti. Tulosten avulla voimme ymmärtää paremmin taudin leviämistä sekä mitata eri lajikkeiden vastustuskykyä. Tuotimme myös videoita taudin etenemisestä lehdissä. Kolmannessa tutkimusartikkelissa mittasimme ensimmäistä kertaa harmaalaikun leviämistä pellolla. Tauti leviää kahdenlaisilla itiöillä: suvuttomilla klonaalisilla itiöillä sadeveden roiskeissa sekä suvullisilla itiöillä tuulen mukana. Neljännessä osajulkaisussa testasimme lajikesekoitusten käyttöä harmaalaikun torjuntaan Tunisiassa yhdessä Tunisialaisten tutkijoiden kanssa. Havaitsimme että jo 25% vastustuskykyistä lajiketta sekoituksessa taudinherkän lajikkeen kanssa laskee taudin vakavuutta samalle tasolle kuin vastustuskykyinen lajike yksinään.
Tulevaisuudessa tarkoitus on paitsi helpottaa kasvinjalostusta myös kehittää ja edistää vaihtoehtoisten viljelymenetelmien kuten lajikesekoitusten käyttämistä tautien torjuntaan. Tätä edistetään tarkoilla mittauksilla jotka parantavat ennustemallien toimivuutta.
Ensimmäinen
artikkeli:
Julkaisu: https://doi.org/10.1094/PHYTO-04-17-0163-R
Ilmaisversio: https://doi.org/10.1101/129353
Blogi: https://blogs.ethz.ch/petterikaristo/2018/03/09/lehtikeraykset/
Toinen artikkeli:
Julkaisu: https://doi.org/10.1111/ppa.12932
Ilmaisversio: https://doi.org/10.1101/318204
Blogi: https://blogs.ethz.ch/petterikaristo/2018/07/10/infektiotehokkuus/
Kolmas artikkeli:
Blogi 1: https://blogs.ethz.ch/petterikaristo/2018/03/27/leviamiskoe/
Blogi 2: https://blogs.ethz.ch/petterikaristo/2019/05/29/leviamiskoe-2-0/
Neljäs artikkeli:
Blogi: https://blogs.ethz.ch/petterikaristo/2019/05/30/lajikesekoitukset-toimivat-tehokkaasti/