Maatalous- metsätieteellinen tiedekunta

 

Recent Submissions

  • Järvenpää, Jani (Helsingin yliopisto, 2016)
    Kuusi (Picea abies) uudistetaan nykyisin pääasiassa mätästäen muokatuille uudistusaloille. Mätästysmenetelmien on havaittu parantavan kuusen kasvua ja kehitystä muihin maanmuokkausmenetelmiin verrattuna. Kääntömätästyksen vaikutusta taimien varhaiskehitykseen on kuitenkin tutkittu vielä vähän eikä kääntömätästetyille kohteille ole aiemmin luotu omia pituuskehitystä kuvaavia malleja. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tehdä pituusmallit kuvaamaan istutuskuusen pituuskehitystä 5-17-vuotiailla kääntömätästyskohteilla. Mallit laadittiin sekä metsikkö- että puutasolle. Mallien selittävien muuttujien vaikutusta kuusen pituuskehitykseen tutkittiin ja samalla pyrittiin arvioimaan kääntömätästyksen soveltuvuutta erilaisille uudistusaloille. Luotua metsikkötason keskipituusmallia vertailtiin myös jo olemassa oleviin kuusen pituusmalleihin. Tutkimusta varten kerättiin yhteensä 49:ltä kääntömätästetyltä kuviolta koeala-aineisto (n=853). Kääntömätästetytkohteet sijaitsivat Pirkanmaalla sekä Keski-Suomessa. Kerätyn koeala-aineiston rinnalla käytettiin myös paikkatietoaineistoja (Maanmittauslaitoksen korkeusmalli sekä Ilmatieteen laitoksen sade- ja lämpösummadata) selittämään kuusen pituuskehitystä. Paikkatietoaineistoja hyödynnettiin erityisesti puutason pituusmallissa. Aineisto analysoitiin SPSS-ohjelmistolla, jossa pituusmallit sovitettiin Generalized linear models -proseduuria käyttäen. Lopulliset mallit sisälsivät vain merkitseviä pituutta selittäviä muuttujia. Molemmissa malleissa taimien ikä, kasvupaikkatyyppi sekä kasvukauden aikainen sadesumma korreloivat positiivisesti pituuskehityksen kanssa. Malleissa pituuskehitystä puolestaan hidasti lehtipuiden pituuskilpailu. Metsikkötason keskipituusmallissa (RMSE 17 %) taimien pituuskehitys parani myös maalajin karkeuden lisääntyessä. Puutason pituusmallissa (RMSE 32,2 %) korkeusmallista johdetut maaston topografiaa kuvaavat muuttujat selittivät hyvin pituuskehitystä. Rinteen ilmansuunta hidasti pituuskehitystä ilta-aurinkoisilla lounas-, länsi- ja luoderinteillä. Samoin pituuskehitys oli hitaampaa maaston topografisen aseman alavissa kohdissa kuten notkoissa ja alarinteissä. Puutason mallissa pituuskehitystä hidastivat lisäksi kilpailevien puulajien lukumäärä, hallatuhot, soistuneisuus sekä korkeus merenpinnasta. Maanmuokkaus istutusta edeltävänä vuonna puolestaan paransi pituuskehitystä puutason mallissa. Keskipituusmallia verrattaessa havaittiin, että kääntömätästettyjen kohteiden keskipituuskehitys oli paljon parempaa kuin muokkaamattomilla tai pintamuokatuilla (äestys/laikutus) kohteilla. Mielenkiintoinen havainto oli myös, että kääntömätästettyjen kohteiden keskipituuskehitys vastasi lähes täydellisesti nykyistä Motti-ohjelman (Luonnonvarakeskus) mätästettyjen kohteiden pituuskehitystä. Tutkimustulosten perusteella kuusen taimet kehittyvät kääntömätästyskohteilla hyvin ja niiden kasvu kestää vertailun myös muihin mätästysmenetelmiin. Tutkimuksen perusteella Maanmittauslaitoksen sekä Ilmatieteen laitoksen paikkatietoaineistoja voidaan hyvin hyödyntää myös puiden pituuskehityksen mallinnuksessa.
  • Ahmed, Muhammad Nouman (Helsingin yliopisto, 2016)
    Natural products have enormous structural and chemical diversity and are either the source or direct inspiration for many drugs in use today. Cyanobacteria are prolific producers of complex natural products with serine protease inhibiting activity. Many of these natural products are the product of non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) modular enzyme complexes. Suomilide is a complex tetrapeptide produced by strains of the benthic cyanobacterium Nodularia sphaerocarpa. It has a highly complicated structure and contains an unusual azabicyclononane moiety, a methylglyceric acid, a xylose unit with hexanoic acids and a terminal 1-amidino-3-(2-aminoethyl)-3-pyrroline moiety. Suomilide inhibits thrombin, plasmin and trypsin in low micro-molar concentrations. The biosynthetic of this unusual glycoside remain unclear. However, suomilide is long predicted to be part to the aeruginosin family of protease inhibitors. A 5.4 Mb draft genome of Nodularia sphaerocarpa HKVV was obtained in order to identify the suomilide biosynthetic. The 43.7 kb suomilide gene cluster was identified on a single contig by performing tBLASTn searches on the draft genome of Nodularia HKVV using aerDEF genes from aeruginosins gene cluster as query. This gene cluster encodes 27 genes including two complex NRPS enzymes and a set of tailoring enzymes for the assembly of suomilide. The suomilide gene cluster shares extensive homology to known aeruginosin gene clusters including two aerB and aerG genes encoding NRPS enzymes, 12 genes (aerC, aerD, aerE, aerF, aerI, aerK, two copies of aerN and four copies of aerH) encoding for the enzymes responsible for synthesis of precursor non-proteinogenic amino acids and 13 other tailoring enzymes. The suomilide gene cluster was much larger and encoded a greater number of biosynthetic enzymes reflecting the structural complexity of suomilide. We identified 10 aeruginosin gene clusters and 2 suomilide gene clusters from 12 strains of cyanobacteria by genome mining. Bioinformatics analyses suggested these gene clusters encoded an unanticipated chemical diversity of aeruginosins and suomilides. LC-MS and Q-TOF analysis detected aeruginosins or suomilide variants from 12 of the 15 strains. Surprisingly, inhibition assays with the crude extracts using all three isoforms of human trypsin suggest that these compounds may have potent and selective inhibition of human trypsin isoforms. Further work is required to prove that suomilide alone can carry out selective inhibition of trypsin isoforms or is it a result of synergism between the compounds produce by cyanobacteria. Phylogenetic analysis demonstrated that the aeruginosin evolved through the acquisition of multiple loading mechanisms and tailoring enzymes through horizontal gene transfers. Our results support the hypothesis that suomilides are a part of aeruginosin family as they are made through the same genetic pathway, however have gained a greater degree of structural diversity due to the acquisition of tailoring enzymes. These results together suggest that cyanobacteria produce an unexpected wealth of complex natural products belonging to the aeruginosin family and that some of these may be potent and selective inhibitors of isoforms of human trypsin.
  • Aittola, Kirsikka (Helsingin yliopisto, 2016)
    Tausta ja tavoitteet: Punaisen lihan syömisen on todettu lisäävän paksusuolen syöpäriskiä väestötutkimuksissa. Sen suolistolle haitalliset vaikutukset voivat selittyä suolistossa muodostuvilla N-nitrosoyhdisteillä (NOC). NOC:itä muodostuu ruoansulatuskanavassa suhteessa punaisen lihan syöntimäärään, ja yhdisteitä voidaan mitata ulosteesta ATNC:nä (Apparent Total N-Nitroso Compounds). Ulosteen NOC-pitoisuuden on havaittu olevan yhteydessä paksusuolikasvaimiin eläinmalleissa. Ruokavaliolla voi mahdollisesti vaikuttaa NOC:iden sisäsyntyiseen muodostumiseen. Marjat sisältävät runsaasti kuitua ja ovat hyvä polyfenolien lähde. Nämä yhdessä saattavat vähentää NOC:iden muodostusta suolistossa. Marjojen tai niiden sisältämien polyfenolien vaikutusta NOC:iden muodostukseen ei ole tutkittu aiemmin. Tässä tutkimuksessa tutkitaan, vaikuttaako marjojen syönti ulosteen NOC-pitoisuuteen henkilöillä, joiden ruokavalio sisältää päivittäin punaista lihaa, ja onko NOC:illä yhteyttä ravintoaineiden saantiin. Sen lisäksi mitataan ulosteen polyfenolimetaboliitteja. Aineisto ja menetelmät: Tutkimus oli osa Helsingin yliopistossa, Ravitsemustieteen osastolla, toteutettua KarniMari-tutkimusta. Se oli rinnakkaisasetelmalla toteutettu satunnaistettu interventiotutkimus. Tässä tutkimuksessa käsiteltiin tutkimuksen toista tutkimushaaraa (n = 43), johon kuului kaksi eri ruokavalioryhmää (n = 21 ja n = 22 tutkimusryhmissä). Tutkittavien ikä oli 20–67 vuotta. Tutkittavat nauttivat neljän viikon ajan 150 g sianlihatuotteita päivittäin, minkä lisäksi toinen ryhmä nautti myös noin 200 g marjoja päivittäin. Tutkimusmittaukset tehtiin tutkimuksen alussa sekä lopussa. Tutkittavilta kerättiin ulostenäytteet ja he pitivät ruokapäiväkirjaa. NOC mitattiin ulosteesta mittaamalla typpiyhdisteistä vapautuva typpioksidi NO-analysaattorilla. Polyfenolimetaboliitit mitattiin ulosteesta UHPLC-DAD-FLD-menetelmällä. Tilastoanalyyseissä ryhmien välisiä eroja testattiin t-testillä ja ei-parametrisilla testeillä sekä tarkasteltiin muuttujien välisiä korrelaatioita Spearmanin järjestyskorrelaatiolla. Ohjelmana käytettiin IBM SPSS Statistics 22 -tilasto-ohjelmaa. Tulokset: Tutkimusryhmien välillä ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja NOC-pitoisuuksissa tutkimuksen lopussa, vaikka pitoisuudet olivat marjoja syöneillä pienempiä. Marjoja syöneet saivat merkitsevästi enemmän kuitua (p = 0,024) ja C-vitamiinia (p < 0,001) ruoasta. Ulostevedestä mitattiin polyfenoliyhdisteitä, mutta urolitiiniä tai antosyaaneja ei havaittu. Marjoja syöneillä protokatekiini- (p = 0,027) ja p-kumariinihappojen (p = 0,003) pitoisuudet olivat merkitsevästi kontrolliryhmäläisiä suuremmat. Johtopäätökset: Tällä tutkimusasetelmalla marjojen syönnillä ei pystytty vaikuttamaan ulosteen Nnitrosoyhdisteiden pitoisuuteen, mutta polyfenolimetaboliittien (protokatekiini- ja pkumariinihappojen) pitoisuudet suurenivat punaista lihaa sisältävällä ruokavaliolla. Marjojen syönti voi lisätä kuidun saantia ravitsemussuositusten suosittelemalle tasolle. NOC:iden yhteyttä paksusuolen syöpäriskiin tulee tutkia edelleen.
  • Rikkilä, Heini (Helsingin yliopisto, 2016)
    Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat suomalaisten kuntosaliharrastajien kulutusaikomukseen. Tarkoituksena oli myös saada selville, minkälaiset kuntosaliharrastajat käyttävät palautusjuomia, millaisia asenteita ja uskomuksia heillä voidaan tunnistaa ja onko ympäristöllä ja ulkoisilla tekijöillä vaikutusta. Tähän aiheeseen päädyttiin sen ajankohtaisuuden vuoksi: viime aikoina kuntosaliharrastus on ollut trendikästä ja palautusjuomat ovat suosittuja. Aikaisemmin monet tutkimukset ovat myös keskittyneet yleisesti urheilulisäravinteisiin, jolloin pelkästään palautusjuomien kulutukseen liittyvää tutkimustietoa ei ole ollut helposti löydettävissä. Tutkimuksen kulkua ohjasi teoreettinen viitekehys, joka pohjautui suunnitellun käyttäytymisen teoriaan ja johon oli lisätty tekijöitä ruoan valinnan teoriasta. Sosiodemografiset tekijät otettiin huomioon taustalla vaikuttavina tekijöinä. Tutkimusote oli kvantitatiivinen, ja empiirinen osa suoritettiin survey-kyselyn avulla. Kyseessä oli otantatutkimus, kun perusjoukkona olivat suomalaiset kuntosaliharrastajat. Vastauksia saatiin yhteensä 146. Tulosten perusteella palautusjuomien käyttö oli yleistä ja suurin osa kuntosaliharrastajista käytti ainakin joskus palautusjuomia. Tulosten perusteella todennäköinen palautusjuomien kuluttaja oli mies, joka kävi useita kertoja viikossa kuntosalilla ja joka keskittyi voimaharjoitteluun. Asenteet palautusjuomia ja palautumista kohtaan olivat hyvin positiivisia. Vastaajat eivät kokeneet ulkoisten tekijöiden, kuten ajan tai rahan, vaikuttavan heidän palautusjuomien käyttöönsä. Palautusjuomien kulutusaikomusta selitti voimakkaimmin vastaajan asenne. Tämän tutkimuksen perusteella, jos palautusjuomien valmistaja haluaa esimerkiksi lisätä palautusjuomien myyntiä, niin hänen tulisi keskittyä naispuolisten sekä harvoin kuntosalilla käyvien kuntosaliharrastajien asenteiden muuttamiseen. Palautusjuoman tärkeyden korostaminen joka kuntosaliharjoituksen jälkeen ja tästä tiedon levittäminen mahdollisimman monelle voisi toimia.
  • Salo, Tuukka (Helsingin yliopisto, 2016)
    The purpose of the act on the financing of sustainable forestry (Kemera-law) is to advance economically, ecologically and socially sustainable silviculture and use of the forests. A private forest owner may receive financial support from the State for forest management, forest improvement work and for nature management. The purpose of this thesis was to find out the factors affecting the private forest owners’ participation in the Kemera cost sharing program and are there differences between forest owners’ objectives in forest ownership and opinions about Kemera-subsidies depending on the participation in the cost sharing program. The data used in this thesis is from a survey that was implemented in the spring of 2016 as a part of a project in Tapio Oy. Also additional information from The Finnish Forest Centre was used in the regression analysis. The factors affecting the use of Kemera-subsidy was analyzed with logistic regression. The differences in the forest ownership objectives and in the opinions about the Kemera-subsidy depending on the participation to the Kemera cost sharing program were determined by descriptive analysis. With the used factors, the regression analysis did not succeed in making a model that would successfully predict the participation to the cost sharing program. However, the results implied that the factors positively affecting the participation to the cost sharing program were forested area owned, forest owners’ self-determined activity and use of external services in forest. The differences between the forest owners’ objectives depending on the participation in the cost sharing program imply that the participants did not value the non-monetary values less than those who had not participated in the cost sharing program, but they did value monetary values more. The average opinions about Kemera-subsidy did not vary much depending on the participation to the cost sharing program. Those who had participated in the cost sharing program in the last 10 years were a little more satisfied about the Kemera-subsidies. The majority thought that the best incentive in the Kemera-subsidy is the gained benefit in the future. The most common reason not to participate in the cost sharing program was the challenging applying.
  • Elina, Ojanen (Helsingin yliopisto, 2016)
    The purpose of this study is to understand how to utilize forests as a climate change mitigation method. This thesis introduces practical forest management methods that increase the carbon sink of forests in Finland. The perspective of this thesis is market-based and voluntary-based. The research method of this thesis was to simulate two forest estates from different regions of Finland. The forest estate data consisted of two forests, one of which is located in Eastern Finland and the other in Western Finland. Both forests are pine dominated, although the one in Western Finland contains quite a lot of spruce as well. The forest in Eastern Finland is sub-xeric and the one in Western Finland is mesic. The changes in increment, harvesting, growing stock, carbon sink and the cost of carbon sink were analyzed comparing different scenarios. The best practice guidelines by Tapio were used as a baseline and two carbon cases were created for both forest estates. The changes in forest management included altering the rotation and the amount, timing and volume of thinnings. For example fertilization and planting density were not included in creating the two carbon scenarios. The result is that it is possible to increase the carbon sink in forests. The yield from total harvesting over the analysis period of 80 years increased compared to the baseline, however the changes in assortment distribution were considerable. The rotations were shorter, which decreased the harvesting yield of logs and increased the harvesting yield of pulpwood. It takes decades for the benefits of forest carbon management to start to show, which is a long time period to commit to. The results depend on the state of the forest, i.e. the development and age class distribution. As this thesis compares different cases, no generalized practice guidelines can be derived based on the results of this study. How the results change in different forests should be examined. The cost of the forest carbon management depends on the payment method, but in these forest estates it was possible to keep the cost reasonable: under 50 euros. The main conclusion of this thesis is that CO2 sequestration can be increased cost-efficiently in Finland. The benefits begin to show after decades, which is a long time to commit to. Some market mechanisms to increase CO2 sequestration in forests have emerged at a global level, but so far in the Nordics only some private companies have taken voluntary action to mitigate climate change.
  • Back, Susanna (Helsingin yliopisto, 2016)
    The purpose of this study was to estimate prevalence and genetic parameters of osteochondrosis in the Finnhorse population. Osteochondrosis is characterized by a failure of normal endochondral ossification. This developmental orthopedic disease is widely recognized in young warmblood horses across many breeds. The data consisted of 654 young Finnhorses (Group 1), presented for radiographic examination in the years 2014 – 2015. The total data (n=1829) included also most of the recently used breeding stallions with a high number of progeny. Because of the low frequency of the disease, a low number of analysed horses and challenging pedigree structure with highly variable family size, there were problems in genetic analyses. Heritabilities (h2) were estimated using linear sire model for categorical data and the results were augmented by using non-linear animal model on the liability scale. Statistical analysis was made by R program MCMCglmm which gives posterior distribution (incl. 95 % credibility area). The heritabilities were analysed by joint –specific analyses. The presence of at least one osteochondral lesion was documented for 16,9 % of the studied horses. The lesions were most common in hock (5,2 %) where h2 with linear sire model was 0,18 (95 % credibility area 0,03-0,35). By using linear sire model in Group 1 h2 estimates were in hoof joint of front legs 0,31 (0,12 - 0,55), stifle joint 0,31 (0,09 - 0,54) and dorsodistal osteochondral fragments in fetlock which are originating from metacarbal bone 0,22 (0,07 - 0,40). The prevalence of osteochondrosis is more common in Finnhorse population than has been expected. In future we should focus on the affected joints with the highest frequency and heritability rather than the entire disease complex. The observed genetic variation allows the use of breeding selection for the systematic reduction of osteochondrosis in the Finnhorse population.
  • Chandrakusuma, Angga (Helsingin yliopisto, 2016)
    There is a need to find more sustainable sources of protein due to increasing demand and population growth. Dry milling and air classification yields oat protein concentrate (OPC, 45.5% protein) from defatted oat kernels. However, applications of oat protein in foods require improved technological functionalities. The literature review of this study discusses the chemical composition of oats, and modifications of plant protein through thermal treatment, microfluidizer, and high hydrostatic pressure (HHP). The experimental work aimed to understand the effect of heat treatment (40, 60, 80 °C), microfluidization (50 MPa), and high hydrostatic pressure (HPP, 300 and 600 MPa) on the applicability of OPC in semi-solid food matrices. The treatments were performed on OPC suspensions with 2.4, 4.6, 8.5, 12, or 20 % protein. Changes in particle size, protein solubility, surface hydrophobicity, and rheological properties were measured. Stability of OPC dispersion was improved by microfluidizer treatment while HHP at 600 MPa accelerated sedimentation. Viscosity increased significantly by thermal treatment at 80 °C and HHP at 600 MPa. Gel formation occurred at 12 and 20% protein concentration with 80 °C heat treatment. Highest increase in particle size was shown by HHP at 600 MPa resulting in volume mean diameter, d4,3 of 32-38 µm. On the other hand, microfluidizer reduced d4,3 to 3.3-3.4 µm. Protein solubility increased from 13 to 23% by increasing protein concentration from 2.4% to 20%. Protein solubility was improved by 1-1.7% at 2.4-8.5% protein concentration by thermal treatment at 60 °C, homogenization, and HHP at 300 MPa. Protein solubility was reduced by HHP at 600 MPa by 1.4-1.5 %. Protein surface hydrophobicity was increased by thermal treatment at 60 and 80 °C and HHP. Microfluidizer showed slight increase in solubility at 4.6% protein concentration (1.1-1.6 %) and lowered surface hydrophobicity at 8.5% protein concentration. Thermal treatment showed best result in achieving gel-like structure, whereas microfluidization showed potential for stabilising dispersion.
  • Isotalo, Joonas (Helsingin yliopisto, 2016)
    Tutkimuksen aiheena on monialaisten maatilayritysten liitännäiselinkeinojen liikevaihdon ja vahinkojen suhde. Työn tavoitteena oli tutkia LähiTapiolan Agro-maatilavakuutuksella vakuutettuja maatilayrityksiä, joilla on myös vakuutettua liitännäiselinkeinotoimintaa. Liitännäiselinkeinon liikevaihdon kasvaessa toiminta alkaa olla yhä yritysmäisempää, jolloin myös isojen vahinkojen riski on olemassa. Tutkimuksen keskiössä ovat liitännäiselinkeinon liikevaihdon ja vahinkoriskin yhteyden tutkiminen sekä liitännäiselinkeinojen tuotantosuuntien ja vahinkoriskin yhteys. Lisäksi tutkittiin vakuutussopimuskohtaisia korvaussummakeskiarvoja, vahinkomääriä, sekä niihin vaikuttavia tekijöitä. Aineistosta muodostettiin logistisia ja multinomiaalisia regressiomalleja, joilla pyrittiin ennustamaan , mikä on todennäköisyys, että vakuutussopimukselle tapahtuu vakuutuksesta korvattava vahinko. Liikevaihdon yhteys vahinkoriskiin oli vahva kaikilla mittareilla mitattuna. Vahingonto-dennäköisyys kasvoi lineaarisesti suhteessa liitännäiselinkeinon liikevaihdon kasvuun. Kun ajan vaikutus vahinkotapahtuman todennäköisyyteen poistettiin, saatiin laaditun mallin avulla tulos, jonka mukaan korvattavan vahinkotapahtuman todennäköisyys kasvoi 9 %:ä liikevaihdon kasvaessa 10 000 eurolla. Liikevaihto ei vaikuttanut vahinkosummakeskiarvoihin tai korvattavien vahinkotapahtumien määrään. Liitännäiselinkeinon tuotantosuunnan ja vahingon todennäköisyyden väliltä ei löytynyt merkitsevää korrelaatiota. Tutkimusaineiston perusteella korvattavan vahinkotapahtumantodennäköisyyttä ennustavat parhaiten aika ja liikevaihto.
  • Ikonen, Mikko (Helsingin yliopisto, 2016)
    According to the previous studies, the private forest owners who are living in cities are a growing group. They are also an interesting group of financial services users. The aim of this study is to describe the urban forest owners’ structure, the financial services they use and the factors on the basis they choose their insurance company and bank. In addition, the study researches the importance of forests for the urban forest owners. In the quantitative part of this empirical study, a structured questionnaire was send to 600 urban forest owners. Using systematic random sampling 400 contacts were picked from the register of Forest Centre and another 200 contacts from the customer register of UPM. The response rate was 42 % (251 responses). The respondents lived in the Metropolitan area and in the four next-largest cities. The results of the quantitative part were analyzed using analyzed statistical methods e.g. percentages and cross-tabs. The study also included a qualitative part: the open questions of the questionnaire. The results show that the urban forest owners, who live in the big cities and whose entire forest estate is at least 20 hectares, are younger, include more women, and are higher educated than other private forest owners. Usually, they are part of the socio-economic group of pensioners and wage earners. The most important criteria for selecting an insurance company is competitive bidding and for bank long history with the bank. Urban forest owners insure the forest more often than the average forest owners in general. As investors, the urban forest owners are seeking convenience and flexibility. They prefer to invest in mutual funds and direct equity investments. The digital services that they use are e-mail, online banking and online magazines but otherwise the use of social media remained low. For the urban forest owners the forest means natural refreshment, berry and mushroom picking, and relaxation from the hectic city life. They believe that forest is a heritage that should be cherished and transferred in good condition to future generations.
  • Lohva, Henri (Helsingin yliopisto, 2016)
    Saccharomyces cerevisiae is a popular organism in the production of biofuels, chemicals and pharmaceuticals. This is thanks to a good understanding of its metabolism, GRAS status and the ease of modification. Traditionally its genetic modification has been based on the use of selectable markers. Modifying multi gene pathways has required a sequential process consisting of multiple single gene disruptions together with marker recycling. Additionally, many industrial S. cerevisiae strains are polyploid and lack the same tools for their modification as laboratory strains. In this study we sought to develop CRISPR/Cas9 based genetic engineering method for the modification of industrial S. cerevisiae strains. The CRISPR/Cas9 system is based on the adaptive immunity system of bacteria. It makes use of the Cas9 endonuclease which produces double stranded DNA brake to any location determined by a gRNA molecule. This causes the activation of DNA repair mechanisms which can be utilized to for the genomic integration of a template DNA. This makes transformation events much more likely and thus enables producing multiple modifications at once and removes the need for the of use selectable markers. In our approach Cas9 and gRNA were transformed into the cell in a plasmid together with a separate template DNA molecule. We used this method to remove lyp1, ura3 and can1 genes from diploid and polyploid industrial S. cerevisiae strains multiple genes at a time. Simultaneously we evaluated the effect of the NHEJ repair mechanism on CRISPR/Cas9 by repeating the tests with a deletion strain missing the ku70 gene required by NHEJ. Finally the method was used for the metabolic engineering by integrating the five gene violacein metabolic pathway into two loci in a single transformation event. This study demonstrated the CRISPR/Cas9 method is well suited for the modification of industrial S. cerevisiae strains and is capable of modifying up to three loci at a time in a polyploid yeast strain.
  • Tikkanen, Marika (Helsingin yliopisto, 2016)
    The literature review studied the composition of oat grain, processing methods, and factors linked to baking quality of oat flours and flakes. The aim of the experimental part of the study was to examine the processing stages that modify water-binding capacity (WBC) and baking properties of oat flours. The effects of heat treatment temperature and duration as well as milling of whole grain oat flour on WBC were investigated. WBC was determined using a centrifugal method following a Box - Behnken design, where every variable had three levels: duration of the heat treatment (50, 60, 70 min), temperature of the heat treatment (95, 100, 105°C) and coarseness of the flour (fine, medium, coarse). In baking tests, the baking quality of two whole grain oat flours with different particle size distribution was compared in oat-wheat baking (50 % oat). Bread volume, firming and sensory quality were evaluated. Furthermore, the WBC of oat flakes produced by several manufacturers was compared. Coarseness of the oat flours had the strongest effect on WBC, which increased as the proportion of fine particles increased. Quick (small flake) oats bound more water than large flake oats. The duration and temperature of the heat treatments did not have significant effects on WBC, although it was at its highest when duration and temperature were at their maximum (70 min/105 °C). The specific volume of the breads containing coarse oat flours was highest. Firming of these breads was also slower, but there was no significant difference. Fine oat flours contained a large number of bran particles that are known to disturb gas bubbles in dough, allowing gas to escape. The consistency of the dough made with coarse oat flour stayed low due to its low WBC. In that case, there was a sufficient amount of water for wheat gluten to form a continuous gluten network, resulting in the highest specific volume in the bread. Results showed that milling had a great effect on WBC of whole grain oat flours. For bread-baking purposes, the optimum oat flour was coarsely milled.
  • Hyttinen, Henna (Helsingin yliopisto, 2016)
    Valtaosa viljeltävistä nurmista on Suomessa nurmiheinä-nurmipalkokasviseoksia, joiden satoa korjataan säilörehuksi. Yleisimmät käytetyt kasvilajit ovat timotei, nurminata ja puna-apila. Nurmiseosta suunniteltaessa on valittava sellaisia kasvilajeja ja – lajikkeita joiden kehitysrytmi on yhtä nopea ja ne pystyvät kilpailemaan kasvutilasta yhtä tehokkaasti Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää eri nurmiheinä-nurmipalkokasviseosten botaanista koostumusta yhdellä kasvukaudella. Lisäksi tavoitteena oli vertailla kahden tai monilajisten seosten sadon määrää eri niittokerroilla. Siemenseokset sisälsivät timoteita, nurminataa, ruokonataa, englanninraiheinää, niittynurmikkaa, puna-apilaa, valkoapilaa ja sinimailasta eri suhteissa. Seoksia oli kymmenen erilaista ja yksi koejäsenistä sisälsi puh-dasta timoteita. Koe toteutettiin K-maatalouden koetilalla Hauholla vuonna 2015 satunnaistettuna ruutu-kokeena. Botaanista analyysia varten otettiin kasvustonäytteet jokaiselta ruudulta ennen niittoja. Näytteistä eroteltiin seokseen kuuluvat kasvilajit. Ennen niittoa seurattiin eri kas-vilajien kasvun kehitystä. Lisäksi jokaiselta ruudulta laskettiin kuiva-ainesato, jota käytet-tiin seosten keskinäisessä vertailussa. Timoteilajikkeet säilyivät parhaiten kahden ja kolmen kasvilajin seoksissa, kun taas use-amman kasvilajin seoksissa sen osuus aleni kaikissa sadoissa. Nurminadat ja englannin-raiheinä olivat 3-4 vuorokautta pidemmällä kasvukehityksessä kuin timoteit. Englannin-raiheinä menestyi nurmipalkokasvia sisältävässä seoksessa, mutta vielä paremmin se me-nestyi heinävaltaisessa seoksessa. Seoskasvustojen kuiva-ainesato oli suurimmillaan en-simmäisessä sadossa. Suurimman sadon ensimmäisessä sadonkorjuussa tuotti kahden kas-vilajin seos ja pienimmän kuuden kasvilajin seos. Kolmannessa sadonkorjuussa nurmipal-kokasvit ja monilajiset seokset lisäsivät sadon määrää seoksessa. Timotein osuus oli vaihteleva, varsinkin useamman kasvilajin seoksissa, silti timotei säilyi seoksissa. Englanninraiheinän hyvä niiton jälkeinen jälkikasvukyky auttaa lisäämään sadon määrää toisessa ja kolmannessa niitossa. Nurmipalkokasvien avulla voidaan lisätä kolmannen sadon määrää.
  • Saarenmaa, Severi (Helsingin yliopisto, 2016)
    Tavoitteena työssä oli saada valmis, turvallinen ja maukas tuote uuteen tuotekonseptiin. HKScan Oyj määritti halutut ominaisuudet tuotteelle, jota tässä työssä noudatettiin (Liite 1). Tuotteen valmisteleminen vaati säilyvyyden, teknologisen- ja aistinvaraisen näkökulman tarkastelua tässä järjestyksessä, sillä säilyvyys määrittää sen, mitä ominaisuuksia teknologisesti jouduttiin hakemaan. Tuote piti saada aistinvaraisesti rakenteeltaan kuluttajille sopivaksi ja suolaisuudeltaan miellyttäväksi. Kirjallisuusosassa käytiin läpi teoreettinen puoli, jonka perusteella suunniteltiin, valmistettiin ja tutkittiin uusi lihaproteiinivalmiste. Tulokset osoittavat, että käytetyillä resepteillä ja kypsennysohjelmilla ei saavutettu 0,88 vedenaktiivisuutta, joka olisi taannut näytteiden säilyvyyden huoneenlämmössä. Esitestit ja varsinaiset kokeet jättivät näytteiden vedenaktiivisuudet yrityksestä huolimatta 0,92—0,93. Tämän lisäksi kahdella eri valmistusmenetelmällä ei löytynyt eroja aistinvaraisesti tai leikkausvoimia mitattaessa. Suolaisuuden suhteen kolmen eri suolapitoisuuden välillä ei ollut merkitseviä eroja, vaikka keskiarvoissa 1,6 % näkyi hieman suurempana suolaisuuden keskiarvona aistinvaraisissa testeissä. Myöskään leikkausvoimien välillä ei ollut merkitseviä eroja valmistuserissä. Tuotekonseptin tavoitteiden mukaisen proteiinipatukan valmistus oli tämän tutkimuksen osalta osoittautunut lähes mahdottomaksi HKScan Finland Oyj:n Vantaan tuotantolaitoksessa, jonka prosesseihin tuote piti soveltua. Työn tulokset ovat hyvä pohja jatkokehitykselle.
  • Leppänen, Janette (Helsingin yliopisto, 2016)
    Maatalouden pintavalunnan ravinnehuuhtoutumat ovat yksi suurimmista hajakuormituksen lähteistä aiheuttaen vesistöjen ravinnekuormitusta. Maatalouden vesiensuojelukosteikkojen tarkoituksena on vähentää pellolta kulkeutuvia ravinteita. Kosteikon laskeutusaltaisiin kertyy hienojakoista sedimenttiä, johon on sitoutunut paljon fosforia. Sedimentillä ei ole kasviravitsemuksellista merkitystä, mutta suuren P-pidätyskapasiteetin johdosta sitä voidaan käyttää ehkäisemään P:n huuhtoutumista runsaasti P:a sisältävissä maissa. Tämän pro gradu –tutkielman tavoitteena oli selvittää kosteikkosedimentin hyödynnettävyyttä helppoliukoista fosforia sisältävän maan kunnostuksessa (esim. karjan ruokintapaikat) ja siten vähentää fosforia valumavedessä ja hillitä maatalouden vesistökuormitusta. Tutkimuskohteina oli kaksi runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävää peltomaata (Rehtijärvi ja Ojainen), joihin on sekoitettu Liedonperän maatalouskosteikon sedimenttiä eri seossuhteilla (0; 2; 5; 10 ja 50 %). Lisäksi samoja koemaita käytettiin erillisessä sadetuskokeessa, ja tässä työssä tutkittiin maiden fosforinpidätysominaisuuksia ennen ja jälkeen sadetuksen. Sedimentti-maa -seosten hyödynnettävyyttä maan kunnostuksessa tutkittiin analysoimalla koemaiden perusominaisuudet, uuttamalla epäorgaanisen fosforin fraktiot ja heikosti kiteytyneiden oksidit sekä määrittämällä sorptio-desorptioisotermit. Kosteikon sedimentissä fosfori oli pääosin sitoutunut raudan oksideihin (NaOH-P), jonka liikkuvuus riippuu hapetus-pelkistys –olosuhteista. Rehtijärven hietamaa sisälsi suhteellisen paljon helppoliukoista (NH4Cl-P) fosforia, mutta fraktio pieneni sedimenttiä lisätessä. Ojaisten maa oli ominaisuuksiltaan samankaltainen kuin sedimentti ja vaikka sedimentin lisääminen näkyi Ojaisten maissa, eivät vaikutukset olleet Rehtijärven suuruisia. Tämä johtuu Rehtijärven alun perin suuresta fosforipitoisuudesta ja vähäisestä oksidipitoisuudesta kun taas Ojaisten maan fosforipitoisuus on pienempi, mutta oksidipitoisuus suuri. Sorptio-desorptio -kuvaajat todettiin sorptiokapasiteettia- ja indeksiä herkemmäksi menetelmäksi pieniä sedimenttieroja sisältävien maiden tutkimiseen ja jo 5 %:n sedimenttilisäys selvästi pienensi P:n desorptiota koemaissa. Oksidipinnan lisääminen tuottaa pidempiaikaisen vaikutuksen Fe- ja Al-oksidien sitoutuessa maaperään lisäten P-pidätystä. Sedimentissä olevat suolat lisäävät fosforin sitoutumista, mutta vaikutus on lyhytaikaista, sillä helppoliukoiset suolat huuhtoutuvat pois maaperästä sadetuksen kuluessa. Kosteikkosedimentillä on suuri potentiaali pidättää fosforia pintavalunnasta ja sedimenttiä pystyisi hyödyntämään runsaasti helppoliukoista fosforia sisältävien maiden fosforinpidätykseen esimerkiksi ojasuodattimen tai suodatinkerroksen rakentamisella eläinten jaloittelutarhaan. Tämän työn ja sadetuskokeen perusteella sopiva sedimenttilisäys maahan on noin 5 %.