Ótal tré af einu fræi

Miklir möguleikar felast í því að fjölfalda skógarplöntur úr einni og sömu okfrumunni, ekki síst í jólatrjáarækt enda gefur þessi aðferð færi á að rækta milljónir plantna sem verða meira og minna nákvæmlega eins. Nú virðist hilla undir að hægt verði að senda fræ af úrvalstrjám til fjölföldunar á rannsóknarstofu. Tímafrekt er að vinna slíkt í höndunum og því hafa verið þróaðir róbótar sem ættu að geta gert þessa vinnu fljótlegri og hagkvæmari. Skjámynd úr myndbandi: Ulrika Egertsdotter/UPSC/SLU.

Sjálfvirkni í vefjaræktun barrtrjáa fleygir fram

Innan tíðar kann að verða mögulegt að búa til ótal nákvæmlega eins jólatré af einu og sama fræinu. Framfarir í vefjarækt af kími trjáfræja eru miklar um þessar mundir og þróaðir hafa verið róbótar til að fjölda­fram­leiða trjáplöntur með æskilegum eigin­leik­um. Þetta var meðal umfjöllunarefna á jólatrjáaráðstefnu sem haldin var hérlendis nýlega.

Ráðstefnan CTRE 2017 var haldin á Þóris­stöðum Svalbarðsströnd dagana 4.-8. sept­ember. CTRE stendur fyrir Christmas Tree Research and Extension og er samstarf undir hatti IUFRO, alþjóðasamtaka skógvísindastofnana. Ráðstefnan er haldin annað hvert ár og hefur hingað til verið haldin ýmist austan hafs eða vestan en var nú í fyrsta sinn mitt á milli, ef svo má segja, þegar Rannsóknastöð skógræktar Mógilsá tók að sér að halda þennan viðburð hér á landi.

Meginumfjöllunarefni ráðstefnunnar eru ræktunarmál og ræktunarskilyrði, kynbætur á jólatrjám, meindýr og sjúk­dóm­ar, meðferð trjáa frá því þau eru höggvin og þar til þau komast heim til kaupandans og markaðsmál. Meindýr og sjúkdómar voru fyrirferðarmiklir á ráðstefnunni enda mikið hagsmunamál fyrir ræktendur að óværa geri sem minnst­an skaða. Hlýnandi loftslag gerir m.a. að verkum að ýmsar plágur geta skotið upp kollinum á svæðum þar sem þeirra hefur ekki orðið vart áður.

Mikla athygli vöktu á ráðstefnunni tvö erindi sem snerta vefjaræktun úr frækími sem á ensku kallast somatic embryogenesis. Robert Thomas, sem starfar að skóg­vís­ind­um við ríkisháskólann í Norður-Karólínu í Bandaríkjunum, fór yfir fósturmyndun hjá bæði dýrum og plöntum og ræddi um vefjaræktun úr okfrumu sem er fyrsta þrepið í tilurð einstakrar nýrrar lífveru.

Miklir möguleikar felast í því að fjölfalda skógarplöntur úr einni og sömu okfrumunni, ekki síst í jólatrjáarækt enda gefur þessi aðferð færi á að rækta milljónir plantna sem verða meira og minna nákvæmlega eins. Vefinn má rækta upp á vökvaformi eða sem hlaup og síðan er hægt að frysta efnið og taka það fram síðar til að rækta úr því trjá­plöntur.Mikil vinna hefur verið lögð í að þróa að­ferðir, skilja betur ýmsa efnaferla og fleira. Ákveðin efni stýra því að úr fósturvefnum fer að þroskast trjáplanta en hlutfall þess­ara efna er mismunandi eftir tegund­um. Robert Thomas lýsti einmitt tilraunum með glæsiþin, Abies fraseri, sem mikið er notaður í jólatrjáarækt í Norður-Karólínu.

Robert benti á að margvíslegur ávinningur yrði ef fram kæmi hagkvæm aðferð til að fjöldaframleiða jólatré með þessum hætti. Mun fljótlegra yrði að framleiða trjáplöntur, hægt yrði að sameina í einum klóni marga eftirsóknarverða kosti, auðveldara yrði að hafa stjórn á erfðabreytileika sem þýddi að trén yrðu eins­leitari, framleiða mætti tegundablendinga á hagkvæman hátt, þarna fengist verkfæri til erfðabreytinga og sömuleiðis liðkar þetta fyrir tækniþróun við meðferð fræefnis af þessum toga.

Nú virðist hilla undir að hægt verði að senda fræ af úrvalstrjám til fjölföldunar á rannsóknarstofu. Tímafrekt er að vinna slíkt í höndunum og því hafa verið þróaðir róbótar sem ættu að geta gert þessa vinnu fljótlegri og hagkvæmari. Ulrika Egerts­dotter er vísindakona við bæði sænska landbúnaðarháskólann, SLU, í Umeå í Svíþjóð og tæknistofnunina, Georgia Tech, í Atlanta Georgíu. Hún kynnti á ráð­stefn­unni róbótatækni sem vekur vonir um að vefjaræktun barrtrjáa verði brátt hagkvæm enda hefur eitt stærsta ljónið verið í veginum hvað vefjaræktunin hefur kostað mikinn tíma, mannafla og þar með peninga.

Í þessari róbótatækni er vefjaefnið í vökva eða hlaupi og meðhöndlað í sjálfvirkum vélum. Reynsla er komin á þetta fram­leiðslu­­ferli við ræktun rauðgrenis allt frá fósturstigi og til ræktunar í gróðrarstöð og útplöntun. Ulrika sagði í fyrirlestri sínum að allt benti til þess að þessi leið ætti að vera einnig til að flýta fyrir fjöldaframleiðslu þintegunda. Hver veit nema Íslendingar geti á komandi árum nýtt þessa möguleika til að fjöldaframleiða til dæmis kynbættan fjallaþin til jólatrjáaræktar á Íslandi. Kynbætti efni­viður­inn er nú þegar til og áður en langt um líður fást fyrstu fræin úr fjallaþinsfrægörðum Skógræktarinnar.

Í eftirfarandi myndbandi má fá svolitla innsýn í róbótatæknina sem þróuð hefur verið til að fjöldaframleiða trjáplöntur úr frækími barrtrjáa.

Pilot Automated SE System

Texti og myndir: Pétur Halldórsson
Skjámynd úr myndbandi: Ulrika Egertsdotter/UPSC/SLU