Valon laadun vaikutus perunan (Solanum tuberosum L.) versonkärkien selviytymiseen syväjäädytyksestä in vitro-olosuhteissa

Syväjäädytys mahdollistaa geenivarojen pitkäaikaissäilytyksen erittäin alhaisissa lämpötiloissa (< –150 °C) säilyttäen niiden elin- ja uusiutumiskyvyn. Valon laatu on yksi tärkeimmistä kasvien kasvuun ja kehitykseen vaikuttavista tekijöistä, mutta sen vaikutusta syväjäädytyksen yhteydessä ei ole aikaisemmin tutkittu. Tämä väitöstutkimus osoitti, että valon laatu vaikuttaa merkittävästi perunan versonkärkien kykyyn elpyä syväjäädytyksestä in vitro -olosuhteissa.

Tutkimuksessa perunan mikrolisättyjä versonkärkiä kasvatettiin kuudessa erilaisessa valossa joko syväjäädytystä edeltävän tai sen jälkeisen kasvatuksen aikana. Tutkituista valoista sinipunaiset LEDit (light emitting diodes eli hohtodiodit; 90 % punaista, 10 % sinistä) soveltuivat parhaiten syväjäädytyksen jälkeiseen kasvatukseen. Tutkimuksessa käytettyjen viiden perunalajikkeen uusiutumisprosentit olivat sinipunaisissa valoissa keskimäärin 50 % korkeammat verrattuna loisteputkien alla kasvaneisiin. Myös ennen syväjäädytystä, kasvien kasvatuksen aikana, annetulla valolla oli vaikutusta syväjäädytyksestä selviämiseen. Sinisten LEDien alla kasvaneiden silmujen elävyysprosentit olivat sulatuksen jälkeen korkeat, kun taas punaisilla LEDeillä oli epäsuotuisat vaikutukset selviytymiseen.

Työssä tutkittiin myös erilaisten valo-olosuhteiden vaikutusta geenien ilmenemiseen elpyvissä perunan versonkärjissä. Tulokset viittaavat siihen, että sinipunaisten LED-valojen uusiutumista edistävä vaikutus voi liittyä sellaisten geenituotteiden runsauteen, jotka liittyvät kasvin muodon ja elinten aiheiden syntyyn ja kehittymiseen ja toisaalta stressiin ja puolustukseen liittyvien geenituotteiden määrän laskuun.

Peruna (Solanum tuberosum L.) on yksi maailman tärkeimmistä ruokakasveista ja sen geenivaroja säilytetään lähes pelkästään kasvullisesti. Syväjäädytysmenetelmää käytetäänkin kasvavissa määrin perunan geenivarojen taltioimiseen geenipankeissa ympäri maailmaa. Haasteena on kuitenkin syväjäädytyksen jälkeinen vaihtelu elpymisprosenteissa eri genotyyppien välillä. Tämä tutkimus osoitti, että valon laadulla voidaan vaikuttaa perunan versonkärkien syväjäädytyskestävyyteen ja kasvuun lähtöön syväjäädytyksen jälkeen.