Perunan lajienväliset hybridit ja niiden glykoalkaloidikoostumus

Abstract

Perunan (Solanum tuberosum) kanssa samaan sukuun kuuluvien lajien kirjo on hyvin monimuotoinen. Solanum-lajeja on luokiteltu olevan koko maailmassa jopa 2000 eri lajia, joista noin 10 % on mukuloita muodostavia, perunalle läheisiä sukulaislajeja. Useimpia näistä lajeista ei kuitenkaan voi suvullisesti risteyttää perunan kanssa, mutta yhdistämällä somaattisia soluja, on mahdollista siirtää vieraista lajeista perunahybrideihin uusia, esim. viljelyn kannalta hyödyllisiä ominaisuuksia. Viljeltyjen perunalajikkeiden genomeissa tiedetään olevan perimää vain 13:sta perunan sukulaislajista, joista useat taudinkestävyysominaisuudet ovat peräisin. Tutkimusta tehdään maailmalla tällä hetkellä esim. hankalasti torjuttavan perunaruton kestävyyden siirtämiseksi villeistä lajeista perunaan somaattisen hybridisaation avulla. Syötävän perunan mukuloissa on glykoalkaloideja, glykosidi-steroidi-alkaloideja, suhteellisen vähän eli noin 20-100 mg/kg. Mukuloiden glykoalkaloidit koostuvat käytännössä kahdesta yhdisteestä: solaniinista ja kakoniinista. Yli 200 mg/kg pitoisuuksina glykoalkaloidit ovat ihmiselle ja muille nisäkkäille haitallisia tai jopa myrkyllisiä. Erittäin korkeita glykoalkaloidipitoisuuksia on kuitenkin ainoastaan perunan vihreissä kasvinosissa ja villeissä lajeissa. Villien perunalajien mukuloissa on myös useita toisistaan poikkeavia glykoalkaloideja, esim. tomatiinia, joka kemialliseen rakenteeseen perustuen luokitellaan spirosolaaneihin. Spirosolaanit saattavat olla jopa ihmisen terveyttä edistäviä yhdisteitä. Spirosolaanien terveysvaikutuksia on kuitenkin erittäin vähän tutkittu. Tomatiinilla ja kakoniinilla on todettu olevan myös ihmisen syöpäsolujen jakautumisnopeutta ehkäisevä vaikutus mahdollisesti johtuen yhdisteiden positiivisesta vaikutuksesta imuunijärjestelmäämme tai toisaalta kykyyn tarttua spesifisesti syöpäsolujen solukalvoihin aikaansaaden tiettyjen reseptorien aktivoitumisen. Tutkimushankkeen tavoitteena on selvittää mahdollisuuksia käyttää eri lajien välisiä hybridejä glykoalkaloidien eristämiseen ja edelleen hyödyntämiseen. Lisäksi hankkeessa määritetään glykoalkaloidikoostumukset erikseen tätä tutkimusta varten tuotetuista perunahybrideistä. Projektissa tuotetaan ja analysoidaan yhteistyössä eri laitosten tutkijoiden kanssa perunahybridejä uusien bioaktiivisten glykoalkaloidien lähteiksi ja kehitetään yhdisteiden tuottoon soveltuvia eristysmenetelmiä. Lopullisena pidemmän aikavälin tavoitteena on tutkia uusien syntyvien yhdisteiden aktiivisuutta mahdollisina syöpäsolujen kasvun estäjinä ja antimikrobisina yhdisteinä.