Διερεύνηση της επίδρασης της φυσιολογίας του εκφύτου, του υποστρώματος και των συνθηκών περιβάλλοντος στην οργανογένεση και τον εγκλιματισμό του quercus euboica

Abstract

A micropropagation method for Quercus euboica Pap., a rare, endangered oak species of Greece was developed. Nodal explants from seedlings gave higher multiplication rates than explants from adult plants. The highest shoot multiplication rate was taken from young seedlings on basal medium supplemented with 1 mg 1⁻¹ BA, compared to adult plants. Seasonable influence of explants collection on establishment was observed; explants collected in the beginning of May gave the highest multiplication rate compared to explants collected in July and September. Woody Plant Medium (WPM) salts, supplemented with Mullin vitamins and 1.5 or 3% sucrose was used as basal medium in combination with various concentrations of cytokinins evaluated for their effect on shoot multiplication. The highest shoot multiplication rate was obtained with 1 mg 1⁻¹ BA and 0.2 mg 1⁻¹ IBA. The best rooting results were obtained in 2 mg 1⁻¹ IBA during the first week of culture, followed by culture in a hormone-free medium. Basal immersion of microshoots in IBA dense solutions, for various periods of time, followed by culture in vitro on WPM or ex vitro in soil, did not improve rooting. The use of plastic wrap as a cover material of the culture vessels enhanced rooting percentage and root number. Plantlets acclimatized ex vitro in soil coming from the natural environment of the species, survived at a higher percentage and had more vigorous growth than plantlets grown in a compost-perlite (2:1 v/v) medium, due to the presence of a mycorrhiza in the soil from the natural environment. Study of the effect of different types of culture vessel covers, showed that all types of vulture vessels covers influenced the gaseous environment and the relative humidity inside the vessels. This affected both anatomical and morphological characteristics of leaves of the microshoots developed. Semi hard plastic film, metallic and plastic caps induced high relative humidity and a change in gases concentrations inside the vessels compared to plastic wrap and magenta caps. This induced the production of big hyperhydrated leaves with big spherical stomata having difficulty in closing, which led to quick dehydration and low survival during acclimatization. On the other hand plastic wrap and magenta caps induced the formation of leaves with smaller and more elliptical stomata similar to stomata of ex vitro formed leaves. This caps induced also roots with more xylem compared to roots developed under metallic cup that resembled roots of ex vitro grown plants.

Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μέθοδος μικροπολλαπλασιασμού του Quercus euboica Pap, ενός σπάνιου ενδημικού είδους βαλανιδιάς της Ελλάδας. Έκφυτα κόμβων από σπορόφυτα έδωσαν τον υψηλότερο ρυθμό πολλαπλασιασμού από αντίστοιχα ενήλικων φυτών. Ο υψηλότερος ρυθμός πολλαπλασιασμού παρατηρήθηκε σε έκφυτα σποροφύτων ηλικίας ενός έτους σε υπόστρωμα με 1 mg 1⁻¹ ΒΑ. Παρατηρήθηκε επίδραση της εποχής λήψης των εκφύτων στην αντίδρασή τους, καθώς έκφυτα που τοποθετήθηκαν στις αρχές Μαΐου παρουσίασαν υψηλότερο ρυθμό πολλαπλασιασμού σε σχέση με αυτά του Ιουλίου και Σεπτεμβρίου. Οι καλλιέργειες αναπτύχθηκαν σε άλατα του Woody Plant Medium (WPM), με βιταμίνες Mullin και 1.5 ή 3% σακχαρόζη. Διάφορες συγκεντρώσεις κυτοκινινών εξετάστηκαν για την επίδραση τους στον πολλαπλασιασμό των καλλιεργειών και ο υψηλότερος ρυθμός πολλαπλασιασμού επιτεύχθηκε σε υπόστρωμα με 1mg 1⁻¹ ΒΑ και 0.2 mg 1⁻¹ ΙΒΑ. Τα καλύτερα αποτελέσματα ριζοβολίας επιτεύχθηκαν μετά από καλλιέργεια σε 2 mg 1⁻¹ ΙΒΑ για μια εβδομάδα και στη συνέχεια σε υπόστρωμα χωρίς ορμόνες. Η εμβάπτιση της βάσης των μικροβλαστών σε πυκνά διαλύματα ΙΒΑ για διάφορες χρονικές περιόδους και στη συνέχεια καλλιέργεια τους in vitro σε WPM ή ex vitro σε έδαφος, δεν βελτίωσε την ριζοβολία τους, ενώ η χρήση της μεμβράνης sanitas ως κάλυψη των δοχείων καλλιέργειας είχε ευεργετικά αποτελέσματα στη ριζοβολία. Φυτάρια που τοποθετήθηκαν σε έδαφος από την Εύβοια εγκλιματίστηκαν σε υψηλότερο ποσοστό και είχαν καλύτερη ανάπτυξη συγκριτικά με αυτά που τοποθετήθηκαν σε μίγμα compost-περλίτη. Το αποτέλεσμα αυτό οφείλεται στην ύπαρξη μιας μυκόρριζας που βρέθηκε να υπάρχει στο έδαφος από την Εύβοια. Η μελέτη της επίδρασης των διάφορων υλικών κάλυψης έδειξε ότι αυτά επέδρασαν στη συγκέντρωση των αερίων και τη σχετική υγρασία εντός του δοχείου. Αυτό επηρέασε τόσο τα μορφολογικά όσο και τα ανατομικά χαρακτηριστικά των φύλλων που αναπτύχθηκαν. Στα δοχεία που καλύφθηκαν με ημίσκληρο πλαστικό, μεταλλικό ή σκληρό πλαστικό καπάκι παρατηρήθηκαν αλλαγές στη σύσταση των αέριων και υψηλή σχετική υγρασία, ενώ σχηματίστηκαν υπερενυδατομένα φύλλα με μεγάλα σφαιρικά στόματα που δύσκολα έκλειναν και προκαλούσαν γρήγορη αφυδάτωση των φύλλων και χαμηλή επιβίωση των φυταρίων κατά τον εγκλιματισμό. Υπό κάλυψη με μεμβράνη sanitas και magenta καπάκι, παρατηρήθηκε χαμηλή σχετική υγρασία και σχηματίστηκαν φύλλα με μικρά ελλειπτικά στομάτια, που έμοιαζαν με αυτά ex vitro αναπτυσσόμενων φυτών. Ομοίως ρίζες που σχηματίστηκαν υπό μεμβράνη sanitas είχαν ξύλωμα σε υψηλότερη αναλογία ως προς τη συνολική επιφάνεια της ρίζας από ρίζες που αναπτύχθηκαν υπό μεταλλικό καπάκι όπως αυτές ex vitro φυτών.