Μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν το φύτρωμα των σπερμάτων, το σχηματισμό βολβών και την άνθηση του Παγκρατίου του παραθαλάσσιου (Pancratium Maritimum L.)

Abstract

The Sea Lily {Pancratium martitimum L.) is a bulbous perennial plant, native to the Mediterranean coasts with pharmaceutical properties. It is a striking plant with profuse gray-green leaves in winter and large, white aromatic flowers in summer; in the wild however, its numbers are rapidly decreasing. Its ability to withstand long periods of high temperature, lack of water and high salinity, in combination with its decorative value, makes it a likely plant for horticultural exploitation. Thus, with the objective of the species' conservation in nature and its commercial development, this research focused on the investigation of factors affecting the germination of seeds, the study of vegetative propagation (with bulblets) and flowering. This paper comprises four sections: In Part I are presented data collected from observing the plant in its natural environment on the shores of Crete, particularly the sandy dunes of Ierapetra and Malia. It was observed that the plant flowers from July through to September, even though from the beginning of summer it sheds its leaves, which reappear in October. The plant has a long juvenile phase. Nearly all mature bulbs contain at least one inflorescence primordium. The primordium is formed two years before its appearance. One or two inflorescences flower per annum per plant, even though on some plants the existing primordia abort before their appearance. It was also observed that there was only a small presence of young seedlings on the coasts and the plant's slow spread is due on one hand to the delayed growth of the clumps and on the other the infrequent establishment of new ones. Part II investigated the main factors affecting seed germination. The seeds used had been collected from the plant's natural environment and were cultured in petri dish in vitro. The culture's substrate contained MS salts, agar and in the respective experiments, NaCI or Manitol. The influence of temperature, pH, light and NaCI or Manitol on the substrata and the germination of seeds was also examined. It was concluded that optimal temperatures for germination are 15°C and 20°C, optimum pH is 7 and darkness enhances germination. The presence of NaCI in the substrate caused decrease of germination percentage comparable to that observed of Manitol in temperatures of 15°C and 20°C. In extreme temperatures, Manitol had a more pronounced negative effect. The natural occurrence of vegetative propagation with bulblets is very small. In Part III, the possibility of bulblet production was researched. For these purposes cross cutting of the bulb's base was used, as was chipping, twin scales and in vitro culture. Bulblet production increased significantly with the techniques applied, while the most productive was tissue culture. The use of BAP increased bulblet production using the aforementioned techniques, although in the case of in vitro culture the effect was small. NAA decreased bulblet production in vitro, while in bulblet subculture, it enhanced the production of roots and leaves. Part IV examined the influence on flowering of storage duration or storage temperature during the first and second year following transplantation. Mature bulbs were store for 3 , 6, 9, 12,15, 52 and 105 weeks in 5°C, or room temperature or 12 weeks in 7, 17, 28 °C or room temperature Storing of bulbs for a short period was possible without serious consequences on flowering so long as the temperature was low. The effect of RGRs (BAP, G A3, CCC) on flowering and bulblet production was also researched. It was concluded that interventions with CCC and GA3 reduced flowering percentage, while BAP interventions enhanced flowering in one season to the detriment of the next. In conclusion: Propagation of Pancratium is possible either by seed or by vegetative propagation, while storing of bulbs is possible without serious consequences on flowering.

Το Παγκράτιο το παραθαλάσσιο ( Pancratium maritimum L.) είναι βολβώδες, πολυετές, αυτοφυές φυτό των ακτών της Μεσογείου με φαρμακευτικές ιδιότητες. Είναι ένα όμορφο φυτό με πυκνό γκριζοπράσινο φύλλωμα το χειμώνα και μεγάλα, λευκά, εύοσμα άνθη το καλοκαίρι, οι πληθυσμοί του στη φύση οποίου μειώνονται ραγδαία. Η ικανότητα του να ανέχεται για μεγάλο διάστημα και να επιβιώνει σε συνθήκες έλλειψης νερού, αυξημένης αλατότητας και υψηλής θερμοκρασίας μαζί με την μεγάλη διακοσμητική του αξία θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν στην εμπορική ανθοκομία. Έτσι με στόχο τη διατήρηση του είδους στη φύση και την αξιοποίηση του, η έρευνα επικεντρώθηκε στη διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν το φύτρωμα των σπερμάτων, στη μελέτη του αγενούς πολλαπλασιασμού (με βολβίδια) και την άνθηση. Η παρούσα εργασία απαρτίζεται από τέσσερα μέρη Στο πρώτο μέρος καταγράφονται στοιχεία που συλλέχθηκαν από την παρατήρηση του φυτού στο φυσικό του περιβάλλον, σε παραλίες της Κρήτης και κυρίως της Ιεράπετρας και των Μαλλίων. Διαπιστώθηκε ότι ανθίζει από τον Ιούλιο έως τον Σεπτέμβριο αν και ήδη από την αρχή του θέρους χάνει τα φύλλα του τα οποία εμφανίζονται ξανά τον Οκτώβριο. Παρουσιάζει μεγάλη διάρκεια νεανικότητας. Όλοι σχεδόν οι ενήλικες βολβοί περιέχουν μία τουλάχιστον καταβολή ταξιανθίας η οποία σχηματίζεται δύο χρόνια πριν την εμφάνιση της. Κατ' έτος ανθίζουν μία ή δύο ταξιανθίες ανά φυτό, αν και σε ένα ποσοστό των φυτών δεν αναπτύσσονται οι υπάρχουσες καταβολές. Διαπιστώθηκε επίσης μικρή παρουσία νεαρών σπορόφυτων στις ακτές και γενικότερα αργή εξάπλωση του φυτού οφειλόμενη τόσο στον μικρό ρυθμό αύξησης του μεγέθους των συστάδων, όσο και στο σχηματισμό νέων συστάδων Στο δεύτερο μέρος διερευνήθηκαν οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν το φύτρωμα των σπερμάτων . Τα σπέρματα που χρησιμοποιήθηκαν είχαν συλλεχθεί από τη φύση. Καλλιεργήθηκαν ασηπτικά σε τριβλία.(ϊη vitro). Το υπόστρωμα καλλιέργειας περιείχε άλατα MS, άγαρ και στα αντίστοιχα πειράματα NAC1 ή Μανιτόλη. Εξετάστηκε η επίδραση της θερμοκρασίας, του pH, του φωτός και του NaCl ή της Μανιτόλης στο σε αρκετά μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, pH και οσμωτικού σε αρκετά μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, pH και οσμωτικού Διαπιστώθηκε ότι οι καταλληλότερες θερμοκρασίες είναι 15 και, 20°C, άριστο pH το 7, ενώ το φως επιβράδυνε το φύτρωμα, χωρίς να μειώνει το τελικό ποσοστό φυτρώματος. Η παρουσία NaCl ή μανιτόλης στο υπόστρωμα προκάλεσε μείωση του ποσοστού φυτρώματος των σπερμάτων συγκρίσιμη στις θερμοκρασίες 15 και 20°C. Σε ακραίες θερμοκρασίες η επίδραση της μανιτόλης ήταν πιο αρνητική. Ο φυσικός τρόπος αγενούς αναπαραγωγής (με βολβίδια) είναι πολύ μικρός. Στο τρίτο μέρος διερευνήθηκε η δυνατότητα παραγωγής βολβιδίων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το σταυρωτό χάραγμα της βάσης του βολβού (cross cutting), τμήματα (φέτες) βολβού (chipping), διπλά συνεχόμενα τμήματα κολεών (χιτώνων) με τμήμα της βάσης (twin scales), καλλιέργεια in vitro. Η παραγωγή βολβιδίων αυξήθηκε σημαντικά με τις τεχνικές που δοκιμάστηκαν, με παραγωγικότερη την καλλιέργεια in vitro.Η χρήση ΒΑΡ ευνόησε την παραγωγή βολβιδίων με τις προαναφερθείσες μεθόδους, ενώ στην περίπτωση της καλλιέργειας in vitro η αύξηση ήταν μικρή. Το ΝΑΑ μείωσε την παραγωγή βολβιδίων in vitro, ενώ σε ανακαλλιέργεια βολβιδίων ευνόησε την παραγωγή φύλλων και ριζών. Στο τέταρτο μέρος εξετάστηκε η επίδραση της διάρκειας ή της θερμοκρασίας αποθήκευσης στην άνθηση το 1ο και 2ο έτος από τη μεταφύτευση. Ενήλικες βολβοί αποθηκεύτηκαν για 0, 3, 6, 9, 12, 15, 52, 105 εβδομάδες σε 5°C ή σε θερμοκρασία δωματίου ή για 12 εβδομάδες σε 7, 17, 28°C ή σε θερμοκρασία δωματίου. Αποθήκευση (βολβών) μικρής διάρκειας ήταν δυνατή χωρίς σοβαρές συνέπειες στην άνθηση, εφόσον η θερμοκρασία αποθήκευσης ήταν χαμηλή. Επίσης διερευνήθηκε η επίδραση ρυθμιστών αύξησης (BAP, GA3, CCC) στην άνθηση βολβών και την παραγωγή βολβιδίων. Διαπιστώθηκε ότι οι επεμβάσεις με CCC και GA3 μείωσαν τα ποσοστά άνθησης, ενώ επεμβάσεις με ΒΑΡ βελτίωσαν την άνθηση της μίας χρονιάς σε βάρος της επόμενης. Συμπερασματικά: Ο πολλαπλασιασμός του Παγκρατίου επετεύχθη τόσο εγγενώς, σε αρκετά μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, pH και οσμωτικού, όσο και αγενώς με διάφορες τεχνικές ενώ η αποθήκευση ήταν δυνατή χωρίς σοβαρές συνέπειες στην άνθηση.