Διερεύνηση αλληλοπαθητικής δράσης των δευτερογενών μεταβολικών ποικιλιών σόργου:
Creators: name: Κωδωνάκη, Πολύμνια Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Αλληλοπάθεια
Σόργο
Σοργολεόνη
Χρωματογραφία
Εκχύλιση
Βιοδοκιμή
Allelopathy
Sorgoleone
Sorghum bicolor
Chromatography
Bioassay
Exudate

description: Το σόργο (Sorghum bicolor L.Moench) αποτελεί ένα πολύ σημαντικό σιτηρό παγκοσμίως. Η ικανότητά του να προσαρμόζεται σε θερμά και ξηρά κλίματα όπου άλλα φυτά αδυνατούν να επιβιώσουν και οι υψηλές αποδόσεις του, το έχουν καθιερώσει ως μια από τις βασικότερες καλλιέργειες. Οι αλληλοπαθητικές του ιδιότητες έχουν μελετηθεί λόγω εκτενών αναφορών για μείωση φυτικής αύξησης σε αγρούς στους οποίους είχε προηγηθεί η καλλιέργεια του σόργου και οφείλονται, σύμφωνα με νεότερες μελέτες, στην έκλυση από τις ρίζες του σόργου ενός μείγματος βιολογικά ενεργών σε μικρομοριακές συγκεντρώσεις υδρόφοβων ενώσεων γνωστές ως σοργολεόνες. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η ανάπτυξη τριών ποικιλιών σόργου Honeygraze, Sugargraze και Urja στον αγρό και η αλληλοπαθητική δράση τους τόσο στον αγρό όσο και στο εργαστήριο. Κατά τη διάρκεια του πειράματος στον αγρό, την πρώτη καλλιεργητική περίοδο, προσδιορίστηκαν οι φυσιολογικές παράμετροι και τα μορφολογικά χαρακτηριστικά και η παραγωγικότητα των τριών ποικιλιών, ενώ κατά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο εξετάστηκε η εκδήλωση αλληλοπαθητικής δράσης από την ενσωμάτωση των υπολειμμάτων τους στα φυτά - δείκτες σιτάρι και κριθάρι στον ίδιο αγρό. Το πείραμα στο εργαστήριο περιλάμβανε την ανάπτυξη των σποροφύτων των τριών ποικιλιών σόργου σε θάλαμο σταθερών συνθηκών, την παραλαβή του υδρόφοβου εκχυλίσματος και εργαστηριακές βιοδοκιμές στα φυτά δείκτες μαρούλι, σιτάρι, κριθάρι και βίκο προκειμένου να διερευνηθεί η πιθανή αλληλοπαθητική δράση του σόργου. Παράλληλα έγινε διαχωρισμός των συστατικών του εκχυλίσματος των τριών ποικιλιών με την τεχνική της HPLC, ώστε να προσδιοριστεί η ποσότητα της σοργολεόνης σε αυτό. Όσον αφορά τα αποτελέσματα στον αγρό, μόνο η ποικιλία Urja 7 εμφάνισε μειωμένη φυτρωτική ικανότητα ενώ οι άλλες δύο είχαν καλή ανάπτυξη και παραγωγικότητα. Καμία από τις υπό δοκιμή ποικιλίες δεν έδειξε αλληλοπαθητική δράση στον αγρό, στις καλλιέργειες των φυτών δεικτών που ακολούθησαν. Αλληλοπαθητική δράση του υδρόφοβου εκχυλίσματος των σποροφύτων σόργου προσδιορίστηκε μόνο στις εργαστηριακές βιοδοκιμές σε κάποια από τα φυτά-δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν. Από τα φυτά αυτά, το μαρούλι ήταν το πλέον ευαίσθητο στη σοργολεόνη και εμφάνισε πλήρη αναστολή βλάστησης κατά την εφαρμογή 25 μM εκχυλίσματος σόργου και ο βίκος ο ανθεκτικότερος αφού δεν παρουσίασε καμία μείωση στην φυτρωτική του ικανότητα, ούτε και στην ανάπτυξη των σποροφύτων σε σχέση με το μάρτυρα. Από τα εκχυλίσματα των ποικιλιών Honeygraze, Sugargraze και Urja ισχυρότερη αλληλοπαθητική δράση καταγράφεται σε αυτό της ποικιλίας Urja, η οποία μπορεί να οφείλεται στην ελαφρώς αυξημένη συγκέντρωση σοργολεόνης που προσδιορίστηκε στο εκχύλισμα των σποροφύτων της με την HPLC ανάλυση.
description: Sorghum (Sorghum bicolor L.Moench) is a cereal grain crop grown throughout the world. Its ability to adjust in semiarid regions where other plants can not survive and its high productivity, have established Sorghum as one of the most important cereal crops worldwide, surpassed in total acreage only by wheat, rice, corn and barley. The allelopathic properties of sorghum were first suggested from observations of reduced growth of other crop species when grown in rotation and subsequently confirmed in several studies. While early studies suggested that several classes of water-soluble compounds, particularly phenolics, were involved, more recent work identified an hydrophobic compound active at micromolar concentrations secreted from the root hairs, namely sorgoleone, (2- hydroxy-5-methoxy-3-[(8¢Z,11¢Z)-8¢,11¢,14¢pentadecatriene]-pbenzoquinone), as the leading source of the allelopathic properties of sorghum. In order to evaluate three varieties of Sorghum bicolor (Honeygraze, Sugargraze and Urja) for their allelopathic properties, lab and field (area of Thessaloniki, Greece) experiments were carried out. Physiological and agronomical traits as well as productivity of the three sorghum varieties were evaluated in the field during the first growing season, with the possible allelopathic effect exerted by sorghum on the next crops (Hordeum vulgare, Triticum aestivum, Vicia sativa) examined during the second growing season. Lab observations included seed germination for five days under room light and temperature conditions and growth bioassays of the exudates on Hordeum vulgare, Vicia sativa, Triticum aestivum and Lactuca sativa in order to study the effects of sorgoleone on their growth. In addition, exudates were subjected to HPLC analysis to isolate sorgoleone congeners and evaluate their chemical composition. 9 Results indicated that Urja had the lowest germination and growth rate while Sugargraze and Honeygraze showed high productivity. Evidence for allelopathic activity was observed only in the laboratory. From the species tested, Lactuca sativa was most affected by sorgoleone, with a concentration of 25 μM causing a total growth inhibition, while Vicia sativa was the most resistant. HPLC analysis indicated that Urja had the highest sorgoleone concentration. Perhaps this can be associated with the significant allelopathic activity on the plant species tested.