Αξιολόγηση γενετικού υλικού αυτοφυών ειδών και καλλιεργούμενου κρόκου (Crocus spp.) βάσει αγροκομικών χαρακτηριστικών και μοριακών τεχνικών
Creators: name: Ράλλη, Παρθενόπη Ε.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Φυτογενετικοί πόροι
Σαφράν
Αγροκομικά χαρακτηριστικά
Μοριακοί δείκτες
Plant genetic resources
Saffron
Agronomic characteristics
Molecular markers

description: Ο σκοπός της παρούσης διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση του εγχώριου γενετικού υλικού καλλιεργούμενου και αυτοφυών ειδών κρόκου (Crocus spp.) και η αξιολόγησή του, βάσει μορφολογικών, αγροκομικών χαρακτηριστικών και μοριακών τεχνικών. Μελετήθηκε η επίδραση του μεγέθους του κορμού, του οργάνου αναπαραγωγής του καλλιεργούμενου κρόκου, (δύο επίπεδα: διάμετρος έως 2,5 cm και διάμετρος μεγαλύτερη των 2,5 cm) και της πυκνότητας φύτευσης (πέντε επίπεδα: 22, 27, 33, 44 και 67 κορμοί/m2 με αποστάσεις φύτευσης 30, 25, 20, 15 και 10 cm επί της γραμμής, αντίστοιχα) στην απόδοση σε σαφράν, στα έξι έτη καλλιέργειας Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η καλλιεργητική περίοδος και η αλληλεπίδραση καλλιεργητικής περιόδου και μεγέθους του κορμού του κρόκου επηρέασαν σημαντικά το νωπό και ξηρό βάρος ανθέων και στιγμάτων (σαφράν), τον αριθμό ανθέων/m2, και κατά συνέπεια την απόδοση της καλλιέργειας. Αντίθετα, η πυκνότητα φύτευσης δεν επηρέασε στατιστικώς σημαντικά τα επί μέρους μελετηθέντα χαρακτηριστικά, κατά τη διάρκεια των έξι ετών της καλλιέργειας, και κατ’ επέκταση την απόδοση σε σαφράν. Παράλληλα, μελετήθηκε η παραλλακτικότητα του φυτικού γενετικού υλικού κρόκου, από καλλιέργειες 12 διαφορετικών παραγωγών της περιοχής του Κρόκου Κοζάνης, με χρήση μορφολογικών, αγροκομικών χαρακτηριστικών και μοριακών δεικτών, και η επίδραση της διαφορετικής προέλευσης του γενετικού υλικού στην απόδοση σε σαφράν. Διαπιστώθηκε ότι η προέλευση του πολλαπλασιαστικού υλικού δεν επηρέασε σημαντικά το σύνολο των μορφολογικών και αγροκομικών χαρακτηριστικών, που μελετήθηκαν, τα οποία επηρεάστηκαν μόνο από την καλλιεργητική περίοδο. Επιπλέον, η αλληλεπίδραση καλλιεργητικής περιόδου και προέλευσης φυτικού υλικού επηρέασε στατιστικά σημαντικά το νωπό και ξηρό βάρος άνθους και τον αριθμό ανθέων/m2. Επίσης, τα μοριακά δεδομένα, που προέκυψαν με την εφαρμογή δεικτών ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats), έδειξαν μικρή παραλλακτικότητα του γενετικού υλικού καλλιεργούμενου κρόκου (γενετική ποικιλότητα μεταξύ πληθυσμών 7%). Ακόμη, έγινε μια προσπάθεια μελέτης των φυλογενετικών σχέσεων εντός του γένους Crocus για τη διερεύνηση της καταγωγής του καλλιεργούμενου κρόκου, των μεθόδων αναπαραγωγής των ειδών κρόκου και διατήρησής τους “εκτός τόπου” και “επί τόπου”. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκαν εξερευνητικές αποστολές σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας, για τη μελέτη της εξάπλωσης αυτών των ειδών σε συγκεκριμένα οικοσυστήματα, την καταγραφή των δημογραφικών παραμέτρων και τη λήψη παρατηρήσεων πεδίου. Ειδικότερα, εντοπίστηκαν δέκα είδη κρόκου, μεταξύ των οποίων ήταν οι Crocus boryi, C. cancellatus subsp. mazziaricus, C. cartwrightianus, C. chrysanthus, C. goulimyi, C. laevigatus, C. pulchellus, C. olivieri, C. oreocreticus και C. tournefortii. Δείγματα συλλογής μεταφέρθηκαν στην περιοχή της Θέρμης-Θεσσαλονίκης και διατηρήθηκαν “εκτός τόπου” σε φυτεία υπαίθρου, συμπληρωματικά με την “επί τόπου” διατήρησής τους. Όλα τα δείγματα συλλογής αξιολογήθηκαν με τη χρήση μορφολογικών χαρακτηριστικών και μοριακών τεχνικών (συγκεκριμένα με τη συμβολή του γραμμωτού κώδικα DNA - DNA barcoding). Για τη μελέτη των φυλογενετικών σχέσεων, μεταξύ των ειδών κρόκου δύο δενδρογράμματα κατασκευάστηκαν, ένα από τα μορφολογικά δεδομένα και ένα από τα δεδομένα των μοριακών αναλύσεων, σύμφωνα με τα οποία τα είδη ταξινομήθηκαν σε τρεις συστάδες. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν ενίσχυσαν την άποψη ότι τα είδη C. cartwrightianus και C. oreocreticus αποτελούν πιθανούς προγόνους του καλλιεργούμενου κρόκου. Ακόμη, τα δεδομένα των πληθυσμών των ειδών και των περιοχών εντοπισμού τους επεξεργάστηκαν σε γεωγραφικό σύστημα πληροφόρησης (GIS). Τέλος, εξετάσθηκε η δυνατότητα αναπαραγωγής των αυτοφυών ειδών με σπέρματα. Έγιναν δοκιμές στον αγρό και στο εργαστήριο για την ανταπόκριση των σπερμάτων σε διαφορετικές μεταχειρίσεις και διαπιστώθηκε ότι η εμβάπτιση σε ορμόνες ριζοβολίας και χημικές ουσίες ενίσχυσε τη βλαστική ικανότητα των σπερμάτων των περισσότερων αυτοφυών ειδών κρόκου.
description: The aim of the present thesis was the exploration of genus Crocus gene pool and its evaluation, which was based on morphological and agronomic traits and on molecular techniques. We examined the effect of the size of the corm, which is the reproductive organ of Crocus sativus, (two treatments: diameter up to 2,5 cm and diameter greater than 2,5 cm) and planting density (five treatments: 22, 27, 33, 44 and 67 corms/m2 with planting distances 30, 25, 20, 15 and 10 cm on the plant row, respectively) to the yield of saffron, during the six years of cultivation. The results showed that the growing season and the interaction of growing season and size of corm affected all the studied characteristics, such as fresh and dry weight of flowers and stigmas (saffron) and the number of flowers/m2 and consequently the yield. On the contrary, the planting density, didn’t affect significantly the characteristics that we studied during the six years of cultivation and therefore didn’t affect the yield of saffron. Also, we studied the variability of C. sativus germplasm coming from 12 different growers of the region of Krokos in Kozani, using morphological, agronomic traits and molecular markers and the effect of different germplasm material to the yield of saffron. It was found that the origin of the genetic material didn’t affect significantly the morphological and agronomic traits that were studied, which were affected only by the growing season. Furthermore, the interaction of the growing season and the plant germplasm affected significantly the fresh and dry weight of the flower and the number of flowers/m2. Additionally, the molecular data obtained by applying ISSR (Inter-Simple Sequence Repeats) markers revealed small genetic variability between different C. sativus accessions (genetic diversity among populations 7%). Another aim of this thesis was to study the phylogenetic relationships within the genus Crocus for the exploration of the origin of C. sativus, the reproductive methods of the different Crocus species and applications for “ex situ” and “in situ” conservation. Collecting expeditions took place in different areas of Greece in order to study the distribution of these species in particular ecosystems, to record the demographic parameters of the populations and to collect field observations. Specifically, ten Crocus species were identified, among which were Crocus boryi, C. cancellatus subsp. mazziaricus, C. cartwrightianus, C. chrysanthus, C. goulimyi, C. laevigatus, C. pulchellus, C. olivieri, C. oreocreticus and C. tournefortii, transferred and stored in a field genebank in Thermi-Thessaloniki to complement in situ conservation with ex situ measures. All accessions were evaluated using morphological traits and molecular techniques (DNA barcoding). To study the genetic diversity among the Crocus species, two independent dendrograms were obtained, one for morphological and one for molecular data, classifying the species into three main clusters. These results enhanced the aspect that C. cartwrightianus and C. oreocreticus are possible ancestors of C. sativus. Also, all location and population data were determined using a Geographic Information System (GIS). Finally, we examined the ability of Crocus species to reproduce with seeds. Germination tests were conducted in field and in laboratory, in order to study the response of seeds in different treatments. It was found that immersion in plant growth regulators and chemical solutions enhanced seed germination of most wild Crocus species.