Uutiset

Kasvien mikrojuurten tutkimuksella etsitään keinoja runsaampiin ja kestävämpiin satoihin

Merkittävän rahoituksen saaneesta tutkimuksesta toivotaan keinoja ilmastonmuutoksen vastaiseen taisteluun muun muassa eroosion ehkäisemisessä ja ruokaturvan parantamisessa.
Professor Matilda Backholm facing the camera
Apulaisprofessori Matilda Backholm. Kuva: MIkko Raskinen / Aalto University.

Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen apulaisprofessori Matilda Backholm on saanut 496 000 euroa Jane ja Aatos Erkon säätiöltä sekä 150 000 euroa Tiedeakatemialta mikroskooppisten kasvijuurien tutkimiseen. Kasvien mikrojuurien fysiikan paremman ymmärtämisen uskotaan auttavan esimerkiksi viljelijöitä kestävämpien ja runsaampien satojen istuttamisessa ilmastonmuutoksen aiheuttamien muutosten keskellä.

Tutkimuksen ytimessä on Backholmin ainutlaatuisen mikropipettitekniikan jatkokehittäminen. Laitteen avulla voi mitata fyysisiä voimia äärimmäisen tarkasti.

Biomekaaniset voimat saavat alkunsa soluissa

Äärimmäisen pienten kasvijuurien fysiikka on monimutkaista ja toistaiseksi tuntematonta. Mikroskooppiset juuret, kuten siemenistä kasvavat erittäin nuoret juuret sekä juurikarvat auttavat kasvia kiinnittymään maaperään. Jos nämä juuret ovat liian pehmeitä, ne eivät pysty tunkeutumaan kuivaan ja tiiviiksi pakkautuneeseen maaperään, liian jäykät juuret taas eivät pysty kasvamaan esteiden ympäri, ja liian heikot puolestaan eivät kestä nostamista. “Kasvijuurien mekaaniset ominaisuudet muodostuvat yksittäisten solujen tasolla, ja ne ovat vastuussa suuressa osasta kasvien fysiikkaa. Tällä hetkellä ei kuitenkaan tiedetä, miten tämä tapahtuu. Emme myöskään tiedä miten monisoluiset elävät materiaalit, kuten kasvit sopeutuvat ulkoisiin fyysisiin stressitekijöihin solutasolla,” Backholm sanoo.

Jane ja Aatos Erkon säätiöltä saamallaan rahoituksella Backholm pyrkii vastaamaan näihin kysymyksiin.

Tiedeakatemian rahoituksella Backholmin vetämä Living Matter -tutkimusryhmä selvittää kasvien juurten fysiikkaan liittyviä muita avoimia kysymyksiä, esimerkiksi miten mikrojuuret aistivat painovoimaa. Gravitropismi, eli maan vetovoiman aiheuttama kasvu, on kasveille tärkeä keino ankkuroitua syvemmälle maaperään ja hankkia vettä, mutta sen tarkempi mekaniikka on yhä arvoitus.

Mittaamista ja mallintamista

Fysiikkaa ja biologiaa yhdistävässä tutkimuksessa Backholm aikoo myös jatkokehittää  ainutlaatuista mikropipettitekniikkaansa, ja luoda uudenlaisen työkalun juurien mekaanisten ominaisuuksien mittaamiseen. Nanonewtoneiden mittaluokassa tapahtuva tutkimus keskittyy yleisesti biologian tutkimuksessa käytettyyn lituruohoon (Arabidopsis thaliana).  Tutkimukseen kuuluu myös juurien mekaniikan ja kasvudynamiikan analyyttista mallintamista.

“Tuloksena on mikroskooppisten kasvijuurien fysiikan syvempi ymmärtäminen, joka auttaa viljelijöitä räätälöimään kasvinsa paremmin eri maaperiin ja ilmastoihin. Se auttaa myös eroosion ehkäisemissä ja ruokatehokkuuden parantamisessa. Molemmat ovat tärkeitä keinoja ilmastonmuutoksen vastaisessa taistelussa.”

Tutkimukseen kuuluu myös yritysyhteistö suomalaisen Boreal Plant Breeding Oy:n kanssa. Yhteistyö tutkii tärkeiden viljelykasvien kuten kauran ja vehnän mekaanisia ominaisuuksia, tavoitteenaan tulevaisuuden satoja parantavan datan kerääminen.

Nelivuotinen projekti alkaa tänä vuonna, ja siihen osallistuu Backholmin lisäksi hänen johtamansa Living Matter -tutkimusryhmä teknillisen fysiikan laitokselta.

Lisätietoja:

Group photo

Living, Fluid, & Soft Matter

We are a group of physicists, biologists, engineers, and chemists working with big questions at the interface between physics and biology. We develop our own experimental and analytical tools to probe the dynamics and flow in a wide range of soft, living, and fluid materials.

Department of Applied Physics
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Kuva, jossa esitellään Cyber Citizen -hankkeen lopputuotteet: SecPort-portaali sekä kyberturvallisuuteen keskittyvä peli.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Cyber Citizen -hanke kehittää eurooppalaisten kyberturvataitoja pelillistämisen avulla

Aalto-yliopisto ja liikenne- ja viestintäministeriö ovat toteuttaneet laajan Cyber Citizen -hankkeen, jonka tavoitteena on kehittää arkipäivän kyberturvataitojen osaamista Euroopan unionin alueella.
A woman wearing a black jacket sits by a table in room, with sunlight beaming down from the windows above. She sits by the table looking at her laptop while holding onto a pen. A tablet and notebook lay open near the laptop. Pic by Kalle Kataila / Aalto University
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tilintarkastajan kokemus ilmastoriskeistä vaikuttaa asiakkaan ilmastoriskitiedottamisen laatuun

Tutkimus tehtiin kansainvälisessä yhteistyössä usean eri maan yliopiston kanssa.
Valaistu moottoritie, merta, rakennuksia ja taivasta
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:

Vahva sijoitus tekoälyyn – Suomeen perustetaan ELLIS-instituutti tehostamaan tutkimusta ja houkuttelemaan osaajia

Suomalainen tekoälytutkimus on saanut merkittävän tuen hallitukselta ja lahjoittajalta.
Samuel Girmay laboratoriossa, yllään valkoinen laboratoriotakki ja suojalasit.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Virtuaalilaboratoriot edistävät saavutettavaa ja kielitietoista luonnontieteen opetusta

Väitöskirjatutkija Samuel Girmay on saanut Jenny ja Antti Wihurin säätiöltä rahoituksen projektilleen, jonka tavoitteena on parantaa luonnontieteiden opetuksen saavutettavuutta ja kielitietoisuutta yläkouluissa virtuaalilaboratorioiden avulla.