Maa- ja metsätalous, ruoka

Ihmiskunnan kenties tärkein keksintö on ollut maatalous. Ruuan tuotanto, joka perustui maatalouteen eikä keräilytalouteen tai paimentolaisuuteen, mahdollisti työnjakoon perustuvan yhteiskunnan kehittymisen. Jalostus takasi tuottavammat viljelykasvit ja hyödyllisemmät kotieläimet. Taitotiedon kehittyminen paransi jalostusta. Nyt olemme tilanteessa, jossa jalostus voidaan tehdä perintötekijöiden tarkkuudella.

Jalostus hyödyntää eliöiden ominaisuuksien laajaa kirjoa ohjaamalla perimää haluttuun suuntaan. Historian kuluessa ihminen on muuntanut monen hyötykasvin perimää ratkaisevasti. Heiveröisistä ruohoista on jalostettu vankkakortisia ja satoisia viljakasveja ja myrkyllisistä koisokasveista tuotettu maukkaat tomaatit ja herkulliset perunat. Myös tuotantoeläinten perimää on jalostuksella muutettu merkittävästi. Jalostus perustuu edelleen samaan periaatteeseen kuin kymmenentuhatta vuotta sitten: ominaisuuksien kirjona heijastuvasta perimän vaihtelusta poimitaan ja vahvistetaan hyödyllisiä ominaisuuksia.

Biotekniikkaa hyödynnetään kasvien ja eläinten jalostuksessa yhä monipuolisemmin. Esimerkiksi erilaiset solukkoviljely- ja syväjäädytystekniikat ovat välttämättömiä jalostettavien linjojen lisäyksessä, risteytyksessä ja säilytyksessä. Bioteknologian edistyminen liittyy suurelta osin genomiikan (perimän tutkimuksen) tutkimusalan nopeaan kehitykseen. Genomiikka on tuottanut valtavasti uutta tietoa geenien toiminnoista eri kehitysvaiheissa, eliön eri osissa ja erilaisissa olosuhteissa, mikä mahdollistaa merkkiavusteisen jalostuksen sekä nopeuttaa ja täsmentää perinteistäkin jalostusta, mm. geenikartoituksen avulla.

Muuntogeeniset kasvit ovat vain yksi biotekniikan mahdollistamista sovelluksista. Muuntogeenisissä eliöissä perintötekijöitä on muunnettu geenitekniikan avulla joko lisäämällä uusia perintötekijöitä eli geenejä tai muokkaamalla geenien toimintaa. Nykyään kasvien geenimuokkauksessa muunnetaan yhä useammin kasvin omia geenejä tai niiden sääntelyä sen sijaan, että niihin tuotaisiin muista eliöistä vieraita geenejä. Suurin osa muuntogeenisistä kasveista on tehty tutkimustarkoituksia varten, mutta osa sovelluksista on otettu hyötykäyttöön. Maailmalla viljellään jo laajalti muuntogeenisiä viljelykasveja, joihin on geenitekniikan avulla lisätty lajikkeiden kykyä sietää rikkakasvintorjunta-aineita tai puolustautua tuholaisia tai viruksia vastaan.

Ilmastonmuutos asettaa uusia haasteita kasvien kestävyydelle, koska viljelysmaiden kuivuus ja suolaisuus, tulvat ja äärilämpötilat yleistyvät. Kasvien sopeutumiskykyä eri alueille ja muuttuviin olosuhteisiin voidaan parantaa entistä nopeammin ja tarkemmin bioteknologian avulla. Nopeus ja tehokkuus on tärkeää, koska maapallon kasvavan väestön ruokkimiseksi myös ravinnontuotannon täytyy tehostua. Lisäksi nopea jalostustyö vähentäisi tarvetta raivata luonnontilaisia alueita maataloustuotantoon, koska kestävämmät kasvit tuottaisivat riittävästi satoa huonommillakin maa-alueilla. Kestävyyden lisääminen on tärkeä seikka myös bioenergiakasvien jalostuksessa ja viljelyssä.

On arvioitu, että vuonna 2015 kaikkien merkittävimpien elintarvike-, rehu- ja kuitukasvien jalostamisessa hyödynnetään bioteknologiaa. Tulevaisuudessa muuntogeeniset kasvit eivät enää vastaa pelkästään maataloustuotannon tarpeisiin. Seuraavien sukupolvien muuntogeeniset kasvit käsittävät monenlaisia sovelluksia, joista vain osa on elintarviketuotantoa varten. Muuntogeenisiä kasveja hyödynnetään yhä enemmän haluttujen molekyylien viljelyssä ns. bioreaktoreina. Tällä hetkellä tutkimusympäristössä onnistutaan lisäämään mm. tärkkelyksen, terveysvaikutteisten rasvahappojen, vitamiinien ja entsyymien määrää useilla kasvilajeilla, sekä tuottamaan uusiakin yhdisteitä, kuten biohajoavan muovin komponentteja ja rokoteaineita mm. hammasmätää, koleraa, ripulia ja vesikauhua vastaan. Suurin arvo jälkimmäisillä sovellutuksilla olisi kehitysmaissa.

Biotekniikan käyttö metsätaloudessa on vielä huomattavasti vähäisempää kuin maataloudessa. Maassamme kasvavista puulajeista koivun ja haavan kasvullinen lisäys onnistuu hyvin, mutta kuusen ja erityisesti männyn kasvullisessa lisäyksessä on edelleen suuria ongelmia. Lisäysmenetelmissä havaitut ongelmat hidastavat muun muassa muuntogeenisten puiden tuottamista. Lisäksi puiden pitkä kiertoaika sekä tuulipölytteisyys vaikeuttavat muuntogeenisten puiden testaamista kenttäkokeissa. Tällä hetkellä maailmalla viljellään kaupalliseen tarkoitukseen vain kahta muuntogeenistä puulajia, virusresistenttiä papaijaa (USA) ja herbisidin kestävää poppelia (Kiina). Euroopassa on käynnissä joitakin kenttäkokeita muuntogeenisillä puilla. Maassamme kasvavilla puulajeilla geenitekniikkaa hyödynnetäänkin lähitulevaisuudessa pääasiassa jalostus- ja metsänviljelysaineiston geenitietoon perustuvassa valinnassa.

Biotekniikan neuvottelukunnan julkaisuja aiheesta:

Biotekniikka nyt ja tulevaisuudessa (2006)

Julkaisut