Πληθυσμοί ρίγανης (origanum vulgare l.) στη Βόρεια και Κεντρική Ελλάδα: επίδραση αβιοτικών παραγόντων στα φαινοτυπικά γνωρίσματά τους

Abstract

The objectives of the present study were to investigate a) the existence of phenotypic differences in populations of O. vulgare L. originating from different areas of Northern and Central Greece, b) if these phenotypic differences are the result of different genotypes in the above areas and c) if they are affected by the soil and the altitude combined with the climate. Eleven, 14 and 11 populations were selected to be studied for the years 1998, 1999 and 2000, respectively (3 plants per population). Thirty populations belonged to subsp. hirtum, three belonged to subsp. vulgare, two belonged to subsp. viridulum, and one population included plants of intermediate morphological characters between the subspecies viridulum and vulgare. Clones of these plants were installed in two experimental areas differing in altitude and climate (Loutra Thermis and Taxiarhis). Two soil types were used for each population. The first originated from the population area, while the second one was common for all populations studied. Experiments were carried out during the periods 1998-99, 1999-2000 and 2000-2001 in each experimental area according to the same experimental design. The treatments were soil type x population with three replications. Firstly, in what concerns the in situ plants, the variation observed in the essential oil yield and the density of glandular trichomes is mainly due to plants of O. vulgare subsp. hirtum. Higher values were recorded for populations of subsp. hirtum growing at xeric habitats, low altitudes and southern exposure, while lower values were recorded for the populations of the other two subspecies. The percentage concentration of the four major components (carvacrol, thymol, γ-terpinene and π-cymene) was studied in the essential oil content of twelve populations (four populations per year) of O. vulgare subsp. hirtum. The main compound of the essential oil of most populations appear to be either carvacrol or thymol. Ιn three cases different chemotypes were observed existing in the same population, something that is reported for the first time for populations of the subsp. hirtum. Secondly, the essential oil yield, the density of glandular trichomes, and the leaf and inflorescence yield of the ex situ plants were significantly affected by the population factor for all three years of experimentation and the greater values were recorded for the populations of O. vulgare subsp. hirtum originating from xeric habitats. The same effect was observed in the fresh and dry biomass weight. However, in this case, greater values were recorded for the populations of the subspecies viridulum and vulgare and generally, for populations originating from high altitudes and less xeric habitats. A significant negative correlation was observed between either the fresh or dry biomass weight and the essential oil yield. The significant differences observed between the two experimental areas for all three years can be related to the decrease in the essential oil yield, the density of glandular trichomes and the leaf and inflorescence yield and to the increase in the fresh and dry biomass weight of the plants installed in Taxiarhis compared to those in Loutra Thermis. It seems that the differentiation in altitude and climate has a significant effect, while no differences related to the soil were observed. In general, populations originating from xeric habitats (usually at low altitudes) were the ones to present differences between the experimental areas. Finally, there is an indication of genetic control of the essential oil composition of O. vulgare subsp. hirtum, since it remained nearly unchanged in the plants of the 12 populations grown in pots in both experimental areas.

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθεί α) η ύπαρξη φαινοτυπικών διαφορών σε πληθυσμούς του φυτού Origanum vulgare L. που προέρχονταν από περιοχές της Βόρειας και Κεντρικής Ελλάδας, β) αν αυτές οι φαινοτυπικές διαφορές είναι αποτέλεσμα δημιουργίας διαφορετικών γενοτύπων στις διάφορες περιοχές και γ) αν το έδαφος και το υψόμετρο σε συνδυασμό με το κλίμα τις επηρεάζουν. Επιλέχτηκαν να μελετηθούν 11 πληθυσμοί για το έτος 1998, 14 πληθυσμοί για το έτος 1999 και 11 πληθυσμοί για το έτος 2000 (3 φυτά / πληθυσμό). Από τους 36 αυτούς πληθυσμούς, οι 30 ανήκαν στο υποείδος hirtum, τρεις ανήκαν στο υποείδος vulgare, δύο στο υποείδος viridulum, ενώ ένας πληθυσμός περιείχε φυτά ενδιάμεσων μορφολογικών χαρακτήρων των υποειδών viridulum και vulgare. Κλώνοι από τα προηγούμενα φυτά εγκαταστάθηκαν σε δύο περιοχές πειραματισμού διαφορετικού υψομέτρου και κλίματος (Λουτρά Θέρμης και Ταξιάρχης). Για κάθε πληθυσμό χρησιμοποιήθηκαν δύο εδάφη, το ένα ήταν έδαφος κοινό για όλους τους πληθυσμούς και το άλλο ήταν έδαφος προερχόμενο από την περιοχή προέλευσης του πληθυσμού. Σε κάθε περιοχή εγκατάστασης έγιναν πειράματα για τις περιόδους 1998-99, 1999-2000 και 2000-2001 με το ίδιο πειραματικό σχέδιο. Οι μεταχειρίσεις με τρεις επαναλήψεις ήταν: τύπος εδάφους και πληθυσμός. Σε ότι αφορά τα φυτά από τις περιοχές προέλευσης (in situ), παρατηρήθηκε μεγάλη διακύμανση στην περιεκτικότητα σε αιθέρια έλαια και στην πυκνότητα των αδενικών τριχωμάτων που οφείλεται αποκλειστικά στα φυτά πληθυσμών του O. vulgare subsp. hirtum. Οι υψηλότερες τιμές καταγράφηκαν για πληθυσμούς του υποείδους hirtum που προέρχονταν από ξηροθερμικές περιοχές, χαμηλά υψόμετρα και νότιες εκθέσεις, ενώ οι πληθυσμοί των δύο άλλων υποειδών παρουσίασαν τις χαμηλότερες τιμές. Η ανάλυση της σύστασης των αιθερίων ελαίων για τα φυτά 12 πληθυσμών (τέσσερις πληθυσμοί ανά έτος) του O. vulgare subsp. hirtum επικεντρώθηκε στη διακύμανση των 4 κύριων συστατικών καρβακρόλης, θυμόλης, γ-τερπινενίου και π-κυμενίου. Με βάση το κυρίαρχο συστατικό (καρβακρόλη ή θυμόλη) εμφανίστηκε άλλοτε μια ομοιομορφία και άλλοτε μια ποικιλότητα μεταξύ των πληθυσμών, ενώ σε τρεις περιπτώσεις διαπιστώθηκε η συνύπαρξη διαφορετικών χημειοτύπων μέσα στον ίδιο πληθυσμό, κάτι που αναφέρεται για πρώτη φορά για πληθυσμούς του υποείδους hirtum. Σε ότι αφορά τα φυτά των περιοχών εγκατάστασης των πειραμάτων (ex situ), η περιεκτικότητα σε αιθέρια έλαια, η πυκνότητα των αδενικών τριχωμάτων και το ποσοστό (%) φύλλων και ταξιανθιών επηρεάστηκαν σημαντικά από τον πληθυσμό προέλευσης και για τα τρία έτη πειραματισμού με τα φυτά του O. vulgare subsp. hirtum, που προέρχονταν από τις πιο ξηροθερμικές περιοχές να εμφανίζουν τις μεγαλύτερες τιμές. Η ίδια επίδραση παρατηρήθηκε και για τις αποδόσεις σε χλωρό και ξηρό βάρος, όπου όμως οι μεγαλύτερες τιμές καταγράφηκαν για πληθυσμούς των υποειδών viridulum και vulgare και γενικά για πληθυσμούς προερχόμενους από μεγάλα υψόμετρα και μικρό ξηροθερμικό δείκτη. Διαπιστώθηκε σημαντική αρνητική συσχέτιση ανάμεσα στις αποδόσεις τόσο σε χλωρό όσο και σε ξηρό βάρος με την περιεκτικότητα σε αιθέρια έλαια. Οι σημαντικές διαφορές που παρατηρήθηκαν μεταξύ των περιοχών εγκατάστασης και για τα τρία έτη πειραματισμού οφείλονταν σε μείωση της περιεκτικότητας σε αιθέρια έλαια, της πυκνότητας των αδενικών τριχωμάτων και του ποσοστού (%) φύλλων και ταξιανθιών και σε αύξηση των αποδόσεων σε χλωρό και ξηρό βάρος των φυτών στις γλάστρες που ήταν εγκατεστημένα στον Ταξιάρχη έναντι εκείνων που βρίσκονταν στα Λουτρά Θέρμης. Φάνηκε ότι η διαφοροποίηση του υψομέτρου και κλίματος ασκεί σημαντική επίδραση, ενώ δεν υπήρξαν διαφορές που να οφείλονται στον παράγοντα έδαφος. Κατά κανόνα, οι πληθυσμοί οι προερχόμενοι από τις ξηρότερες περιοχές (χαμηλότερου υψομέτρου συνήθως) παρουσίασαν τις μεγαλύτερες διαφορές. Τέλος, υπάρχει ένδειξη ότι υφίσταται γενετικός έλεγχος της σύστασης του αιθερίου ελαίου της ρίγανης καθώς παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητη για τα φυτά των 12 πληθυσμών του O. vulgare subsp. hirtum που αναπτύχθηκαν σε γλάστρες στις δύο περιοχές εγκατάστασης.