Väittelijä sai viitteitä ellagitanniinien kasvia suojelevasta vaikutuksesta (Väitös: FM Johanna Moilanen, 17.6.2015, luonnonyhdisteiden kemia)
Kasvien ellagitanniinit vaikuttaisivat suojelevan kasveja hyönteistoukilta riippumatta siitä, onko toukkien ruuansulatuskanavassa matala tai korkea happamuustaso. Turun yliopistoon tekemässään väitöstutkimuksessa Johanna Moilanen oli erityisen kiinnostunut siitä, perustuuko ellagitanniinien biologinen aktiivisuus niiden hapettumisherkkyyteen eli oksidatiiviseen aktiivisuuteen tilanteessa, jossa hyönteistoukkien ruoansulatuskanavassa on korkea pH.
Turun yliopiston tiedote 12.6.2015
– Tulokset osoittivat, että ellagitanniinit ovat oksidatiivisesti aktiivisia sekä korkeassa että neutraalissa pH:ssa, ja että niiden aktiivisuus riippuu rakenteesta, Moilanen sanoo.
Tanniinien merkitystä kasvien puolustusyhdisteinä niitä ravintonaan käyttäviä kasvinsyöjiä vastaan on tutkittu vuosikymmeniä.
– Tulokset ovat kuitenkin olleet ristiriitaisia, ja siksi niiden merkitys kasvien puolustuksessa on edelleen mielenkiinnon ja tutkimuksen kohteena, Moilanen sanoo.
Hän tutki väitöstutkimuksessaan tanniineihin lukeutuvia ellagitanniineja, niiden hapettumisherkkyyttä eli oksidatiivista aktiivisuutta korkeassa pH:ssa. Hapettumisreaktioiden seurauksena muodostuu yhdisteitä, jotka voivat haitata muun muassa ravintoaineiden hyväksikäyttöä ja hidastaa tätä kautta toukkien kasvua ja kehitystä.
– Yksittäisillä ellagitanniineilla tehdyt tutkimukset osoittivat, että niillä saattaa olla osansa kasvien puolustuksessa kasvinsyöjiä vastaan, sillä ne osoittautuvat reaktiivisiksi olosuhteissa jotka muistuttavat hyönteistoukkien mahan olosuhteita. Suomalaisten kasvien kartoitustutkimus osoitti, että tietyt kasvit tuottavat ellagitanniineja hyvinkin paljon, kun taas toiset huomattavasti vähemmän. Lisäksi tietyt kasvilajit ja -suvut ovat erikoistuneet tuottamaan tietyntyyppisiä ellagitanniineja.
Toisaalta oksidatiiviseen aktiivisuuteen vaikuttaa suuressa määrin myös ellagitanniinin rakenne; ero heikoimmin hapettuvan ja herkimmin hapettuvan ellagitanniinin välillä oli noin 40-kertainen, Moilanen sanoo.
Hän toteaa, että vaikka monien hyönteistoukkien mahan pH onkin korkea, kaikkien lajien kohdalla asia ei näin ole.
Moilanen halusi selvittää myös, reagoisivatko ellagitanniinit eri tavalla erityyppisissä olosuhteissa.
– Siksi tutkin työssäni myös ellagitanniinien reagoimisalttiutta neutraalissa pH:ssa. Tulokset olivat jossain määrin yllättävät, koska monien ellagitanniinien havaittiin edistävän reaktioita, joiden seurauksena syntyy haitallisia radikaaleja. Tulosten perusteella vaikuttaisi siltä, että ellagitanniineilla voisi olla haitallisia vaikutuksia monille kasveja syöville toukille, Moilanen sanoo.
Jatkotutkimuksiin jää, millä mekanismeilla ja kuinka paljon ellagitanniinit loppujen lopuksi vaikuttavat hyönteistoukkiin.
Moilanen kartoitti myös ellagitanniinien esiintymistä suomalaisissa kasveissa.
– Tämän kaltaisia tai laajuisia tutkimuksia ei suomalaisten kasvien osalta ole tehty. Tutkimuksessani kävin läpi 82 kasvilajia, joista 30 sisälsi ellagitanniineja. Näistä lajeista kartoitettiin, minkä tyyppisiä ellagitanniineja ne sisältävät ja kuinka paljon. Tulokset osoittivat, että samaan sukuun kuuluvilla lajeilla on yhteneväinen yhdistekoostumus ja joissakin tapauksissa yhdistekoostumus oli yhteneväinen jopa heimotasolla, Moilanen sanoo.
Hän vertasi yhdistekoostumusta myös kasvien luokittelujärjestelmään. Nämä vastasivat toisiaan hyvin.
– Havainto tarkoittaa sitä, että kasvien ellagitanniinikoostumusta voitaisiin hyödyntää enemmän myös kasvien luokittelun perusteena.
****
Keskiviikkona 17. kesäkuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Arcanum, Arc 1-auditorio, Arcanuminkuja 4, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Johanna Moilasen väitöskirja Ellagitannins in Finnish plant species - Characterization, distribution and oxidative activity (Ellagitanniinit suomalaisissa kasveissa – Karakterisointi, esiintyminen ja oksidatiivinen aktiivisuus). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Irene Mueller-Harvey Readingin yliopistosta Isosta-Britanniasta ja kustoksena professori Juha-Pekka Salminen Turun yliopistosta.
FM Johanna Moilanen on syntynyt vuonna 1979 Forssassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 1998 Forssan yhteislyseosta. Filosofian maisteriksi Moilanen valmistui 2008 Turun yliopistosta. Väitös kuuluu kemian / luonnonyhdisteiden kemian alaan.
Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/
**
Kaikki Turun yliopiston tiedotteet: www.utu.fi/tiedotteet