Ex situ conservation of endangered Limonium species in the Bulgarian flora

ABSTRACT Native populations of endemic, rare and threatened Limonium species (L. meyeri, L. bulgaricum, L. latifolium, L. vulgare, L. asterotrichum and L. gmelinii) in Bulgaria were monitored and found seriously declined. To preserve these wild genotypes, an approach involving in vitro propagation of explants isolated from immature inflorescence stems was applied at the Institute of Ornamental Plants, Sofia. The rooted plantlets produced were acclimated and grown outdoors under an optimized cultivation regime, which resulted in the establishment of an ex situ plantation. Plant performance ex situ (determined by leaf rosette diameter, plant height and the number of flower stems) was substantially improved and the variation in the biometric indices was found remarkably lower than in natural environment. The developmental stages of ex situ plants appeared with a delay in relation to their onset in the native environment, but occurred synchronously within each species. Analysis of germination of seeds harvested from ex situ and in situ grown plants showed species-specific behaviour, but in general, seed vitality remained relatively low in laboratory conditions, in the soil and in vitro. In order to assess the potential for protecting the native Limonium species from uncontrolled harvesting, the possibility for the production of cut flowers in ex situ conditions was studied. High yield of cut flowers from ex situ plants in comparison with the potential yield from the wild plants and extended vase life in comparison with commercially produced Limonium sinuatum were obtained. The results demonstrated that the applied micropropagation and agrotechnique for protected cultivation are reliable tools for ex situ conservation of the endangered Limonium genotypes in the Bulgarian flora. In addition to its advantage as a rescue measure, the developed system was shown to be suitable for obtaining cut flowers of competitive market quality. STRESZCZENIE Monitorowano rodzime populacje endemicznych, rzadkich i zagrożonych gatunków Limonium (L. meyeri, L. bulgaricum, L. latifolium, L. vulgare L. asterotrichum i L. gmelinii) w Bułgarii i stwierdzono, że znacznie się one zmniejszyły. Aby zachować te dziko rosnące genotypy, zastosowano rozmnażanie in vitro eksplantów wyizolowanych z niedojrzałych pędów kwiatostanowych w Instytucie Roślin Ozdobnych w Sofii. Wyprodukowane ukorzenione roślinki zaaklimatyzowano i hodowano na zewnątrz w zoptymalizowanych warunkach uprawy, co zaowocowało utworzeniem plantacji ex situ. Wzrost roślin ex situ (określany średnicą rozety liściowej, wysokością rośliny i liczbą pędów kwiatowych) znacznie się poprawił. Stwierdzono, że zróżnicowanie wskaźników biometrycznych było znacząco niższe niż w środowisku naturalnym. Fazy rozwojowe roślin ex situ pojawiały się z opóźnieniem w stosunku do ich występowania w środowisku naturalnym, ale występowały one synchronicznie w obrębie poszczególnych gatunków. Analiza kiełkowania nasion zebranych z roślin rosnących dziko i ex-situ wykazała charakterystyczne dla każdego gatunku zachowanie, ale na ogół żywotność nasion była stosunkowo niska w warunkach laboratoryjnych, w glebie i in vitro. Aby ocenić możliwości ochrony rodzimych gatunków Limonium przed niekontrolowanym zbieraniem, badano możliwość produkcji kwiatów ciętych w warunkach ex situ. Otrzymano wysoki plon kwiatów ciętych z roślin ex situ w stosunku do potencjalnego uzysku z roślin dzikich i dłuższą ich trwałość w wazonie w porównaniu z produkowanymi komercyjnie roślinami Limonium sinuatum. Wyniki pokazały, że mikrorozmnażanie i agrotechnika zastosowana w uprawie ochronnej są niezawodnymi narzędziami dla ochrony ex situ zagrożonych genotypów Limonium flory bułgarskiej. Oprócz korzyści jako środek ratunkowy, opracowany system przyczynił się do uzyskiwania kwiatów ciętych o konkurencyjnej jakości rynkowej.