Eläinjalostus
• Alkujaan villit kantamuodot  eläinrodut
• Valitaan parhaat yksilöt lisääntymään  jälkeläisille
parhaat ominaisuudet.
• Jalostettavat ominaisuudet usein kvantitatiivisia.
(usean geenin aiheuttamia)
• Vain hyvin periytyviä ominaisuuksia voi jalostaa!
Belgian sininen – mutaatio myostatiinigeenissä GDF-8
→ myostatiini ei säätele lihasten kasvua tehokkaasti.
• Periytymisaste eli heritabiliteetti (h2)
h2 =
perinnöllinen muuntelu
(perinnöllinen muuntelu + ympäristömuuntelu)
Voidaan määrittää esim. lineaarisella regressiomallilla.
• Jalostusarvo = yksilön haluttujen ominaisuuksien
tunnusluku (tiedot säilytetään tietokannoissa).
Ayrshire-rodun lypsykarjalehmä.
Maatiaisia
Suomalainen maatiaiskana
Suomalainen maatiaissika
Kalle Partanen – Kausalan Cassius
ja suomenhevonen (ravikuningas Vieteri )
Suomenlammas
Kyyttö
Eläinjalostus
• Hidasta. Biotekniset menetelmät (esim.
alkionsiirrot) ja keinosiemennys ovat
nopeuttaneet.
• Tavoitteet: Tuottavuuden lisääminen, tuotteiden
laadun parantaminen, tuotantoeläinten terveysja hedelmällisyysongelmien vähentäminen.
Kasvinjalostus
Tavoite: pysyvä positiivinen perinnöllinen muutos
• Tuloksena uusi lajike.
Satoisuuteen vaikuttava jalostus:
• Jyvien, mukuloiden tms. määrä ja koko.
• Tauti- ja tuholaisresistenssi (esim.
bataatti).
• Kasvurytmi (samanaikainen kypsyminen).
• Usein kvantitatiivisia ja polygeenisiä (usean
geenin aiheuttamia) ominaisuuksia.
Laadunjalostus:
• Käyttötarkoitus (esim. rehu- ja mallasohra).
• Ravintoaineiden koostumus.
• Usein yhden geenin ominaisuuksia.
Kasvinjalostus
Risteytysjalostus = valikoidaan haluttua ominaisuutta
ilmentäviä yksilöitä ja risteytetään niitä keskenään.
Puhdas linja
• Yhdestä täysin samaperintäisestä yksilöstä
itsesiitoksen kautta kasvatettu jälkeläisten ja
sukupolvien sarja
• Yksilöt geneettisesti identtisiä ja samaperintäisiä
kaikkien geenien suhteen (esim. AAbbccDDEEFFgg).
Heteroosi-ilmiö
• Syntyy, kun perimältään erilaiset puhtaat linjat
risteytetään keskenään  hybridilajikkeet.
• Maksimoidaan heterotsygotia-aste (esim.
AaBbCcDdEeFfGg) – heterotsygootit yleensä
homotsygootteja parempia.
• Ilmenee vain F1-jälkeläispolvissa.
Polyploidiajalostus
•
•
•
Peruskromosomisto (n) moninkertaistunut
mutaation seurauksena.
Yksilöt kookkaampia ja äärioloissa kestävämpiä.
Sukusolujen, itävien siementen tai verson
kärkipisteen käsittely mutageenillä (esim.
kolkisiini)  keinotekoinen polyploidia.
• Jaetaan:
Autopolyploidia (Kasvilajin oma kromosomisto
moninkertaistuu. Parillinen n = fertiili).
Allopolyploidia (Usean kasvilajin kromosomistot
samassa yksilössä)  steriilit yksilöt 
kolkisiinin avulla hedelmälliseksi (parillinen n).
Kasvien lisääminen monistamalla
Haploidiatekniikka:
• Siitepölyhiukkasia kasvatetaan sopivalla
ravinne- ja hormonialustalla.
• Alkion kromosomisto kaksinkertaistetaan
 samaperintäiset diploidit yksilöt.
• Yksilöitä voidaan jakaa osiin
kasvualustalla.
Solukkoviljely
• Kasvupisteen tai alkion solukko
ravintoalustalla solumassaksi
• Hormonikäsittely  versot
• Versot juurtumismaljoihin
Regressiosuoran kulmakerroin = 0.99 = h2
(erittäin periytyvä ominaisuus)
Regressiosuoran kulmakerroin = 0.14 = h2
(heikosti periytyvä ominaisuus)
Geeniteknologia jalostuksessa
Siirtogeeniset kasvit jo tavallisia:
• Tähdännyt viljelyominaisuuksien
parantamiseen, tuholaisten ja
rikkakasvihävitteiden resistenssiin
sekä ravintoarvon parantamiseen.
• Yleisimmät GM-kasvit: maissi, soija ja rapsi.
Maataloustuotannossa olevien eläinten
jalostuksessa ei käytetä geeninsiirtoja
• Teknologia kallista ja vaikeaa.
• Useimmat halutut ominaisuudet määrällisiä
(polygeenisiä) = vaikeita toteuttaa
geeninsiirroilla.
• Eettiset ongelmat suurempia kuin kasveilla.
Geneettinen monimuotoisuus hupenee
•
•
•
Maataloustuotannon ongelmana
geneettinen eroosio = käytettävien
viljelylajikkeiden yksipuolistuminen.
Nykyisin tavoitteena geneettisen
monimuotoisuuden määrittäminen,
suojelu ja aktiivinen käyttö
yhteiskunnan hyväksi.
Monimuotoisuutta vähentävät:
• Muutaman suositun lajikkeen tai rodun
käyttö.
• Tehokkaat valintamenetelmät.
Geneettinen monimuotoisuus hupenee
Geneettisen monimuotoisuuden suojelu:
• Geenivarojen säilytys: nestetyppisäilytys
(mm. Huippuvuorten maailmanlopunholvi),
kantojen ylläpito.
• Omaleimaiset perimät erityisessä
suojeluksessa  ominaisuudet, jotka
arvokkaita tulevaisuudessa.
• Maatiaisrodut: tuotteiden laatu, rodun
terveys, hyvä hedelmällisyys ja luonne.
• Useilta lajeilta villit kantamuodot hävinneet.
Biologian reaalikoetehtävä S2009
Esittele seuraavien kasvinjalostusmenetelmien etuja
ja haittoja:
a) risteytysjalostus
b) haploidijalostus ja solukkoviljely
c) geeninsiirtotekniikat
a)
•
•
•
•
•
Perustuu haluttujen ominaisuuksien suhteen erilaisten vanhempaislajikkeiden
risteytykseen ja risteytystä seuraaviin sukupolviin, joissa suuntaavaa valintaa.
Itsepölytteisillä kasveilla risteytystä seuraavilla toistuvilla itsesiitossukupolvilla ja
niistä tehtävällä valinnalla saadaan useiden sukupolvien jälkeen puhdas linja eli
geenien vastinkromosomeissa olevat alleelit ovat homotsygoottisia. Uusi
kasvilajike on valmis ja ominaisuuksiltaan vanhempiaan parempi ja perinnöllisesti
pysyvä.
Ristipölytteisillä viljelykasveilla risteytystä seuraavilla toistuvilla valinnoilla pyritään
ainakin haluttujen laatuominaisuuksien suhteen puhtaaseen linjaan. Useimpien
ominaisuuksien suhteen uudet lajikkeet muistuttavat populaatiota eivätkä
puhdasta linjaa.
Edut. Samaa ominaisuutta edustavien puhtaiden linjojen risteyttäminen voi tuoda
hybrideissä (risteymissä) esiin heteroosin, heterotsygotian aiheuttaman
elinvoimaisuuden, esim. satoisuuden lisäyksen.
Haitat. Risteytysjalostuksen haittana on hitaus. Vaatii useita kasvisukupolvia päästä
edellä kuvattuihin tavoitteisiin. Ristipölytteisten lajikkeiden pysyvyys ei ole taattua.
Etuina ovat menetelmien yksinkertaisuus eikä kallista geeniteknologiaa tarvita.
Perinteinen jalostus kykenee sekoittamaan vain lähisukuisten lajien geeniainesta
keskenään. Perinteistä risteytysjalostusta tarvitaan enemmän tai vähemmän myös
kaikkien uudempien tekniikoiden yhteydessä.
b)
• Haploidiajalostuksessa ja solukkoviljelyssä hyödynnetään hyviä
kasviyksilöitä lisäämällä niitä kasvullisesti eli kloonaamalla niitä.
• Haploidiajalostuksessa siitepölyhiukkanen saadaan kehittymään alkioiksi
hormonikäsittelyllä. Kromosomisto kaksinkertaistetaan kolkisiinilla,
tuloksena diploideja täysin homotsygoottisia solukoita, joita viljellään
kasvualustalla tuhansiksi identtisiksi kasveiksi.
• Etuna on nopeus ja täsmällisyys. Halutun valioyksilön genotyyppi ilmentää
suoraan perimää, eikä haitallisia ominaisuuksia siten ole piilossa.
Kasvullinen kloonaus on nopeaa; ei tarvita useita itsepölytyssukupolvia
puhtaan linjan saamiseksi.
• Haitat. Vaatii kallista laboratorioteknologiaa. Mahdollistaa geneettisen
diversiteettin nopean tuhoamisen, kloonimetsien ym. vastaavien
viljelmien riski.
c)
•
Geeninsiirtotekniikka on riippumatonta eliölajien välisistä luontaisista
lisääntymisesteistä.
•
Toivotun ominaisuuden siirto lajista ja jopa eliökunnasta toiseen on mahdollista.
Samoin haitallisen ominaisuuden aiheuttavan geenien vaimentaminen.
•
Geenin siirtämisen apuna voidaan käyttää bakteeria (mm. agrobakteeri) tai
”ampumalla” soluseinän läpi, jolloin vieras DNA littyy osaksi kasvin perimää.
•
Edut. Geeninsiirtotekniikan etu muihin jalostustapoihin verrattuna on se, että
voidaan yhdistää eri eliöiden hyviä ominaisuuksia samaan kasviyksilöön. Hyvä
yksilö voidaan kloonata solukkoviljelytekniikan avulla tai hyödyntää perinteisellä
jalostuksella. Halutun geenin siirtäminen on risteytysjalostusta nopeampaa ja
täsmällisempää.
•
Haitat. Vaadittava teknologia on kallista. Geneettinen eroosio voimistuu, kallista
tekniikkaa käytetään vain parhaimpiin lajikkeisiin. GM-kasvien tai niiden geenien
leviämisriski ympäristöön ja siitä seuraavat ekologiset ongelmat. Geenimuuntelu
aiheuttaa ennakkoluuloja ja varovaisuutta. Ongelmat luomuviljelijöille. Perinteistä
kasvinjalostusta tarvitaan geeniteknologioiden rinnalla edelleen.