Jalostus (biologia)
Jalostus on elävien eliöiden, mikrobien, eläinten tai kasvien kehittämistä haluttuun suuntaan keinotekoisesti, eli toisin sanoen jalostus on ihmisen tietoisesti ohjaamaa ja nopeuttamaa evoluutiota. Jalostuksessa käytetään hyväksi halutunlaisten eliöiden aikaansaamiseksi valintaa, saman lajin toisistaan eroavien kantojen välisiä risteytyksiä, lajien välisiä risteytyksiä tai ihmisen aiheuttamia mutaatioita.
Jalostuksella voidaan muuttaa eliöpopulaatiota hyvin erilaiseksi. Jalostuksen avulla muodostuu kantoja, rotuja (eläimistä), lajikkeita (kasveista) tai jopa uusia alloploidisia kasvilajeja. Risteyttämällä on saatu syntymään myös uusi perhoslaji. Kasvinjalostus voidaan jakaa jalostettavien kasvien mukaan peltokasvien, puutarhakasvien ja metsäpuiden jalostukseen.
Jalostuksen avulla eliöpopulaatioita voidaan muuttaa muutamissa kymmenissä vuosissa. Luonnollisella evoluutiolla on ollut aikaa toimia satoja miljoonia kertoja enemmän.
Jalostusta tehdään eri menetelmillä:
1) Valintajalostus: Perustuu tietystä eliökannasta valittaviin, valitsijan kannalta mahdollisimman hyödyllisiä ominaisuuksia omaaviin, yksilöihin jotka risteytetään keskenään.
2) Risteytysjalostus: Risteytetään jonkun lajin eri rotuja tai lajeja keskenään, jolloin saadaan eri ominaisuuksia omaavia jälkeläisiä. Joitain kasveja voidaan myös risteyttää lajien välisesti.
3) Haploidiajalostus: Kasvatetaan kasvin hedelmöittymättömästä munasolusta kasvi, jolloin kasvilla on vain puolet sen normaalista kromosomimäärästä. Kun kasvia sitten käsitellään esimerkiksi kolkisiinillä saadaan sen kromosomiluku kaksinkertaistettua ja täten normalisoitua. Tällä tavoin kasviyksilön koko genomi on homotsygootti ja haluttu puhdas linja saavutetaan nopeammin kuin perinteisellä kasvinjalostuksella (valinta- ja risteytysjalostus).
4) Polyploidiajalostus. Polyploidiajalostuksessa kasvin genomi moninkertaistetaan esim. kolkkisiinikäsittelyllä. Suomessa esim. puna-apilasta on olemassa tetraploideja lajikkeita, joilla on kaksinkertainen määrä kromosomeja.
5) Mutaatiojalostus: solukkoviljelmään tai kasvin siemeniin aiheutetaan mutaatio säteilyttämällä tai kemikaaleilla. Valitaan viljelmästä yksilöt, joille mutaatio on tuottanut haluttuja ominaisuuksia, ja käytetään niitä jatkojalostuksessa.
6) Hybridijalostus. Hybridijalostuksessa kaksi puhdasta linjaa risteytetään. Hybridilajikkeissa esiintyy heterosis-ilmiö. Ne ovat yleensä satoisampia tai muilta ominaisuuksiltaan parempia kuin vanhempansa ja tavalliset lajikkeet. Jalostusprosessi on monimutkainen ja vaatii lukuisien eri kombinaatioiden tutkimisen. Hybridijalostus alkoi ensin maissilla, jolla emi- ja hedekukinnot ovat erikseen. Nykyään jalostuksessa käytetään hedesteriilejä linjoja, jotka eivät tuota siitepölyä ja restorer-linjoja, jotka palauttavat fertiiliyden. Hybridilajikkeen ominaisuudet säilyvät vain yhden sukupolven ja kylvösiementä on tuotettava koko ajan uudestaan. Joillakin kasvilajeilla lajikkeet ovat pääsääntöisesti hybridilajikkeita esim. maisilla. Suomessa on viljelyssä mm hybridiruislajikkeita. Hybridihaapa on tuotettu kahden eri haapalajin risteymänä. Hybridijalostusta käytetään siipikarjan tuotannon elänaineksen jalostuksessa.
7) Geenimanipulaatiot ja geeninsiirrot. Geenimanipulaatiossa muutetaan keinotekoisesti geenin rakennetta. Geeninsiirrossa kasviin tai eläimeen tuodaan keinotekoisesti toisen lajin geeni. Siirtogeeninen kasvilajike on johdettu lajike, jossa suurin osa genomista jää ennalleen. Siirtogeenisiä lajikkeita koskee vain osittainen kasvinjalostajan oikeus, koska ne ovat suurelta osalta emolajikkeensa kaltaisia, niihin on tuotu vain jokin yksittäinen uusi ominaisuus. Geeninsiirrot eivät korvaa perinteisiä jalostusmenetelmiä.
Sukusiitos tai sisäsiitos tarkoittaa toisilleen sukua olevien yksilöiden parittamista. Sukusiitosaste voidaan ilmoittaa kertoimella, joka vaihtelee välillä 0—1: 0 tarkoittaa sitä, että eläinten perimät ovat täysin erilaiset; 1 sitä, että ne ovat täysin samat (eläimet ovat identtiset kaksoset tai toistensa klooneja). Sukusiitos on nopea tapa jalostaa haluttuja ominaisuuksia, mutta siinä on suuri riski resessiivisten geenien aiheuttamien virheitten ja sairauksien ilmenemiseen.
Linjasiitos tarkoittaa lieväasteista sukusiitosta, jossa paritettavat eläimet polveutuvat yhdestä tai useammasta yhteisestä kantayksilöstä, mutta ovat muuten toisilleen mahdollisimman kaukaista sukua. Linjasiitoksen etuna on sisäsiitosta laajempi geenipohja, mikä vähentää resessiivisten geenien aiheuttamien virheitten ja sairauksien riskiä.
Ulkosiitos tarkoittaa kahden mahdollisimman kaukaista sukua, usein eri rotua olevan eläimen parittamista. Tuloksena on useimmiten keskenään erilaisia, vanhemmistaan poikkeavia jälkeläisiä, joista voidaan keskenään tai vastaavista yhdistelmistä syntyneisiin eläimiin parittamalla saada alkuperäisiä kantoja muistuttavia jälkeläisiä. Ulkosiitos on välttämätön keino laajentaa pienen, sisäsiittoisen tai homotsygootin kannan geenikantaa.
Perustajavaikutus viittaa tilanteeseen, jossa populaatio tai sen lisääntyvien yksilöiden määrä rajoittuu niin, että tulevissa sukupolvissa kannan geneettinen variaatio on selkeästi aiempaan nähden alentunut. Perustajavaikutuksen voi aiheuttaa pullonkaulailmiö, jossa koko kannan koko pienenee rajusti, tai niinkutsuttu "matadorijalostus", jossa yhden tai muutaman huippuyksilön (ja niiden jälkeläisten) erityisen runsas käyttö jalostuksessa johtaa tilanteeseen, jossa suuri osa kannasta on sukua kyseisen linjan kautta.