lauantai 7. syyskuuta 2013

Orkideoita bioreaktorista ja muita tutkittuja juttuja

Teepuu kukkii pienin,
vaatimattomin kukin (kuva
Tangopaso, Wikimedia Commons).
Elokuisissa (jotka tosin ehtivät julkaisuun vasta näin syyskuun alkupuolella) tiedeuutisissa tutustutaan Dendrobium -puikkokämmekkähybridien kaupalliseen massakasvatukseen, vesimelonimehun urheilusta aiheutuvia lihaskipuja lievittäviin ominaisuuksiin sekä teepuun (Melaleuca alternifolia) ominaisuuksiin tuholaishyönteisten torjunnassa.

Orkiodeoita bioreaktorista

Kaupallisilla orkideaviljelmillä kasveja kasvatetaan huimia määriä (kuva Orchids Asia).

Indonesialais-japanilainen tutkimusryhmä on kehittänyt menetelmän, jolla uutta Dendrobium 'Zahra FR 62' -nimistä hybridiä voidaan lisätä massoittain solukkoviljelmien avulla. Vuonna 2010 Dendrobium Sonia Deep Pink' x Dendrobium accession 1265 -lajikkeiden risteytyksensä syntynyt 'Zahra FR 62' kukkii runsaan purppuraisin kukin ja on oivallinen leikkokukka. Kasvin lisääminen varsipistokkaista on kuitenkin hyvin hidasta ja tällä menetelmällä saadaan ainoastaan muutama kasvi vuodessa.

Tutkijat kehittivät massaviljelymenetelmän, jossa emokasvista otetaan latvapistokkaita, joita puhdistamisen ja desinfioimisen jälkeen viljellään aluksi maljoilla elatusnesteessä, kunnes pistokkaista muodostuu protokormeja. Protokormi on kämmekkäkasveille tyypillinen varhaiskehitysvaihe, jossa kasvi on vielä hyvin heikosti erilaistuneista soluista muodostunut möykky. Kasvatusmenetelmässä jokainen latvapistokas muodosti useita protokormeja, joita viljeltiin kokeiluluontoisesti erilaisissa elatusnesteissä kolmen litran lasisissa bioreaktoreissa. Kun protokormit rupesivat kehittämään lehtiä, vaihdettiin elatusnestettä: tutkijat kokeilivat viiden erilaisen juurrutusnesteen käyttämistä. Kolmen kuukauden kuluttua juurtuneet pistokkaat irrotettiin erilleen ja siirrettiin kasvamaan muoviruukkuihin kaarnankappaleista koostuvaan kasvualustaan.

Dendrobium 'Sonia' -hybridi toimi kokeessa käytetyn
D. 'Zahra FR 62' -hybridin toisena kantavanhempana
(kuva Canadiana Flowers).

Kämmekkäkasvien hidaskasvuisuuden takia myös 'Zahra FR 62' -massaviljelymenetelmän kehittäminen vei tutkijoilta useamman vuoden, sillä ensimmäiset menetelmällä lisätyt kasvipistokkaat kukkivat noin  kahden ja puolen vuoden iässä. Kokeessa käytetyt 20 latvapistokasta tuottivat 210 juurtunutta kasvipistokasta, joista 90-100% kasvoivat kukkiviksi kasveiksi. Koska jokaisella kämmekkähybridillä on omanlaisensa kasvuolosuhdevaatimukset massaviljelyssä, korostavat tutkijat kehittämänsä menetelmän tärkeyttä Zahra FR 62' -hybridin kaupallisessa viljelyssä. Saadaanhan siten yhdestä emokasvista moninkertaisesti enemmän pistokkaita, kuin perinteisin menetelmin.

Alkuperäinen tutkimus: B.Vinarto, F. Rachmawati, A. Santi & J.A Teixeira da Silva 2013: Mass propagation of Dendrobium ‘Zahra FR 62’, a new hybrid used for cut flowers, using bioreactor culture Scentia Horticulturae


Vesimelonimehusta urheilujuomaksi?


Tieteellisen artikkelin kuvitettu tiivistelmäosio kertoo olennaisimman (kuva tutkimusartikkelista).

Vesimelonin mehun tiedetään sisältävän runsaasti sitrulliini -nimisen aminohapon L-isomeeria. Tämän aminohapon tiedetään lievittävän lihaskipuja, ja tässä tutkimuksessa tutkijat testasivatkin vesimelonimehun imeytymistä ruoansulatuskanavan soluihin vertailemalla aluksi pastöroimatonta mehua, pastörisoitua mehua sekä kontrollina L-sitruliinia soluviljelmillä. Soluviljelmän solut pystyivät hyödyntämään parhaiten pastöroimattoman vesimelonimehun L-sitrulliinia, josta kahdeksan minuutin aikana oli imeytynyt 18,87%. Imeytymistehokkuuden lisäksi pastöroimaton vesimelonimehu oli myös ylivoimainen imeytymisnopeudessa: ensimmäisen neljän minuutin aikana L-sitrulliinia imeytyi mehusta soluihin lähes 30 nanogrammaa sekunnissa. Myös pastöroitu vesimelonimehu imeytyi soluihin nopeammin, kuin kontrollina käytetty L-sitruliiniliuos.

Soluviljelytutkimuksen lisäksi tutkijat testasivat vesimelonimehun vaikutuksia myös ihmiskokeissa. Seitsemän vapaaehtoista liikuntatieteiden miesopiskelijaa Murcian yliopistosta nautti 500 millilitraa testijuomaa tuntia ennen testiä. Testijuomana oli joko pastöroimaton vesimelonimehu, pastöroimaton vesimelonimehu, johon oli lisätty L-sitruliinia tai plasebojuoma. Kaikkia eri testijuomia testattiin jokaisella vapaaehtoisella opiskelijalla viiden päivän välein kutakin. Testitilanteessa sykemittarilla varustetut vapaaehtoiset polkivat intensiivisesti kuntopyörää puolen minuutin intervalleissa joiden välillä oli minuutin lepo. Testin aikana koehenkilöiltä otettiin myös verinäytteitä veren laktaattipitoisuuden määrittämiseksi. Koehenkilöitä pyydettiin myös arvioimaan lihaskipujen määrää ja laatua 24 tunnin ja 48 tunnin kuluttua testitilanteesta.

Viipale vesimelonia (Citrullus lanatus) voi toimia oivana palautumisherkkuna urheilusuorituksissa (kuva P.gibellini, Wikimedia Commons).

Vesimelonimehua nauttivien koehenkilöiden syke tasaantui hieman plaseboa nauttineita koehenkilöitä nopeammin, joskin ero oli sen verran pieni, että se ei ollut tilastollisesti merkittävä. Myöskään veren laktaattipitoisuuksissa ei ollut eroa eri testijuomia nauttineiden koehenkilöiden välillä. Vesimelonimehu vaikutti koehenkilöiden mielestä lihaskipuihin tilastollisesti merkitsevässä määrin 24 tunnin jälkeen testistä, kun taas 48 tunnin jälkeen lihaskivuissa ei ollut eroa eri testijuomien välillä. Myöskään pastöroimattoman vesimelonimehun ja L-sitruliinilla terästetyn mehun välillä ei havaittu eroja, minkä tutkijat tulkitsevat tarkoittavan sitä, että vesimelonimehussa luonnollisesti olevat L-sitrulliinipitoisuudet (testimehussa 1,17g) ovat riittäviä lihaskipujen lievittämiseen ja 4,83g lisätty L-sitrulliini toisessa testijuomassa ei tuonut enää lisäetua.

Parhaita tuloksia tutkijat saivatkin kokeissaan pastöroimattomalla vesimelonimehulla, joten urheilusuoritusten yhteydessä kannattaneekin siis nauttia muutama siivu tuoretta, virkistävää vesimelonia.

Alkuperäinen tutkimus: M.P. Tarazona-Díaz, F. Alacid, M. Carrasco & I. Martinez 2013 Watermelon Juice: Potential Functional Drink for Sore Muscle Relief in Athletes Journal of Agricultural and Food Chemistry


Teepuun eteerisestä öljystä ase hedelmätuholaisia vastaan

Teepuu (kuva Tangopaso, Wikimedia Commons).
Välimeren alueella elelevä Ceratitis capitata -hedelmäkärpänen aiheuttaa tuhoja hedelmätarhoissa. Hedelmäkärpäsnaaraat munivat nimittäin munansa kypsien ja kypsyvien hedelmien kuoren alle. Muutaman päivän kuluttua munista kuoriutuvat toukat käyttävät hedelmää ravinnokseen. Luonnollisesti toukkien asuttamat hedelmät ovat syömäkelvottomia. Hedelmäkaupan mukana C. capitata -hedelmäkärpäset ovat levinneet ympäri maapalloa, ja ovatkin haitallinen invaasiolaji sekä Aasiassa, Australiassa että Etelä- ja Pohjois-Amerikassa.

Italialainen tutkijaryhmä on nyt testannut teepuusta (Melalaeuca alternifolia) saatavaa eteeristä öljyä C. capitata -hedelmäkärpäsen torjunnassa. Samalla testattiin myös hedelmäkärpäsessä loisivan loispistiäisen (Psyttalia concolor) reaktioita eteeriseen öljyyn.  Tutkijat kasvattivat teepuun taimia siemenistä kylvämällä, korjasivat kasvin versot, kuivattivat ne ja tislasivat kuivatuista kasvinosista eteeristä öljyä. Sitten tutkijat testasivat eteerisen öljyn vaikutuksia hyönteisille syötettynä, ulkoisessa kosketuksessa eteerisellä öljyllä kostutetulla alustalla sekä kaasumaisessa muodossa.

Ceratitis capitata -hedelmäkärpänen voi aiheuttaa suuria tuhoja kaupallisilla
hedelmätarhoilla (kuva Scott Bauer, Wikimedia Commons).

Ruokintakokeessa teepuun eteerinen öljy paljastui huomattavasti haitallisemmaksi C.capitata -hedelmäkärpäselle kuin sen loiselle P. concolorille. Jo pienilläkin pitoisuuksilla testattuna eteerinen öljy aiheutti hedelmäkärpäsillä 60% kuolleisuuden, kun samoilla pitoisuuksilla loispistiäisten kuolleisuus pysyi alle kymmenessä prosentissa. Myös ulkoisessa kosketuksessa saatiin kokeesta samansuuntaisia tuloksia, joskaan nämä eivät olleet niin suuria, eivätkä siten tilastollisesti merkitseviä. Kolmas, kaasukäsittelykoe, antoi myös vastaavia tuloksia, erot olivat tässäkin kokeessa tosin tilastollisesti merkityksettömiä pienimmillä pitoisuuksilla, mutta merkitseviä tuloksia saatiin käyttämällä 1,5 mikrolitraa öljyä litrassa ilmaa sekä 3,0 mikrolitraa öljyä litrassa ilmaa. Tätä suuremmilla pitoisuuksilla (6, 12 ja 15 mikrolitraa öljyä/litra ilmaa) C.capitata -hedelmäkärpäsen kuolleisuus oli suurempi kuin P.concolor -pistiäisen, mutta ero ei ollut enää tilastollisesti merkitsevä.

Tutkimuksen tulokset kertovat siis, että teepuun eteerinen öljy on haitallista hedelmäsatoja tuhoaville hedelmäkärpäsille. Tuloksista selviää myös, että eteerinen öly aiheuttaa huomattavasti vähemmän haittoja hedelmäkärpäsiä torjuville loispistiäisille, joten öljyä pystyisi hyvin käyttämään hedelmäkärpästen torjunnassa tuhoamatta samalla kärpästen luontaisia vihollisia. Tutkijat toteavatkin tutkimuksensa lopuksi, että tulokset tarjoavat kiinnostavaa tietoa ympäristöystävällisten, luonnonmukaisten täsmätorjuntamyrkkyjen kehittämiselle.

Alkuperäinen tutkimus: G. Benelli, A. Canale, G. Flamini, P.L. Cioni, F. Demi, L. Ceccarini, M. Macchia & B. Conti 2013 Biotoxicity of Melaleuca alternifolia (Myrtaceae) essential oil against the Mediterranean fruit fly, Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae), and its parasitoid Psyttalia concolor (Hymenoptera: Braconidae) Industrial Crops and Products

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...