Μελέτη δευτερογενών μεταβολιτών στην παραγωγικότητα και στην αλληλοπαθητική δράση διαφορετικών ποικιλιών σόργου.:
Creators: name: Σαμαντσίδου, Αναστασία Κλήμη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Σόργο
Δευτερογενείς μεταβολίτες
Αλληλοπάθεια
Παραγωγικότητα
Σοργολεόνη
Sorghum
Secondary metabolites
Allelopathy
Productivity
Sorgoleone

description: Το σόργο (Sorghum bicolor L. Moench) είναι ένα τροπικό φυτό που ανήκει στην οικογένεια των Aγρωστωδών (Poaceae) και αποτελεί ένα πολύ σημαντικό σιτηρό παγκοσμίως. Η καθιέρωσή του ως μια από τις βασικότερες καλλιέργειες ιδίως σε περιοχές με περιορισμένες βροχοπτώσεις, οφείλεται στις υψηλές του αποδόσεις και στην προσαρμοστικότητά του σε θερμά και ξηρά κλίματα, όπου άλλα φυτά δεν μπορούν να αναπτυχθούν. Η μελέτη της αλληλοπάθειας που προκαλεί άρχισε λόγω αναφορών για μείωση φυτικής αύξησης σε αγρούς που προηγήθηκε καλλιέργεια σόργου. Σύμφωνα με μελέτες, οι αλληλοπαθητικές ιδιότητες του σόργου οφείλονται σε μικρομοριακές συγκεντρώσεις υδρόφοβων ενώσεων (σοργολέονες) που εκλύονται από το ριζικό του σύστημα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η ανάπτυξη και η παραγωγικότητα δύο ποικιλιών σόργου, Atlas και Honeygraze, στον πειραματικό αγρό, όπως και η αλληλοπαθητική τους δράση τόσο στον αγρό όσο και στο εργαστήριο. Στο εργαστήριο μελετήθηκε η αλληλοπαθητική δράση ακόμα δύο ποικιλιών σόργου, των Sugargraze και Urja. Το πείραμα στον αγρό περιελάμβανε δύο καλλιεργητικές περιόδους. Κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο προσδιορίστηκαν οι φυσιολογικές παράμετροι, τα αγροκομικά χαρακτηριστικά και η παραγωγικότητα των δύο ποικιλιών Atlas και Honeygraze, ενώ κατά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο εξετάστηκε η εκδήλωση αλληλοπαθητικής δράσης από την ενσωμάτωση των υπολειμμάτων τους στα φυτά-δείκτες σιτάρι, κριθάρι και μαρούλι στον ίδιο πειραματικό αγρό. Με το πείραμα στο εργαστήριο μελετήθηκε η ανάπτυξη των σποροφύτων των τεσσάρων ποικιλιών Atlas, Honeygraze, Sugargraze και Urja σε θάλαμο σταθερών συνθηκών. Επίσης, το πείραμα στο εργαστήριο περιελάμβανε την παραλαβή του υδρόφοβου εκχυλίσματος των τεσσάρων ποικιλιών και εργαστηριακές βιοδοκιμές στα φυτά-δείκτες μαρούλι, σιτάρι, κριθάρι, ήρα και αγριοβρώμη προκειμένου να μελετηθεί η πιθανή αλληλοπαθητική δράση του σόργου. Τέλος, προσδιορίστηκε η ποσότητα σοργολεόνης των τεσσάρων ποικιλιών μέσω του διαχωρισμού των συστατικών του εκχυλίσματος των τεσσάρων ποικιλιών, με την τεχνική της υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC). Οι ποικιλίες που χρησιμοποιήθηκαν στον αγρό είχαν καλή ανάπτυξη και παραγωγικότητα. Οι ποικιλίες αυτές διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους ως προς την περιεκτικότητα χλωροφύλλης, την πραγματική φωτονιακή απόδοση, την αναλογία μήκους/πλάτος φύλλων, την πυκνότητα φυτών ανά στρέμμα, το βάρος σταχυδίων όπως και την περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά, αλλά δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές όσον αφορά στην αλληλεπίδρασή τους στα φυτά-δείκτες. Αλληλοπαθητική δράση του υδρόφοβου εκχυλίσματος των σποροφύτων σόργου που προσδιορίστηκε στις εργαστηριακές βιοδοκιμές σε κάποια από τα φυτά-δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν έδειξε ότι το μαρούλι και η ήρα ήταν τα περισσότερο ευαίσθητα στη σοργολεόνη και εμφάνισαν πλήρη αναστολή βλάστησης κατά την εφαρμογή 25μΜ εκχυλίσματος σόργου. Επίσης, αρκετά ευαίσθητη ήταν η αγριοβρώμη η οποία εμφάνισε σημαντική μείωση της φυτρωτικότητας. Από τα εκχυλίσματα των ποικιλιών Atlas, Honeygraze, Sugargraze και Urja ισχυρότερη αλληλοπαθητική δράση καταγράφηκε για τις ποικιλίες Urja και Atlas.
description: Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) is a tropical plant belonging to Poaceae family and a very important cereal worldwide. Its introduction as one of the main crops particularly in areas with low rainfall, is due to its high performance and adaptability to hot and dry climates, where other plants cannot survive. The allelopathy that it possibly causes has been studied, because of reports of reduced plant growth in fields which were prior cultivated with sorghum. According to studies, allelopathic properties of sorghum are caused primarily by micromolar concentrations of hydrophobic compounds (sorgoleones) released by the root system. In this study, growth and productivity of two varieties of sorghum, Atlas and Honeygraze, were studied in the experimental field along with their allelopathic effects both under field and laboratory conditions. In the laboratory, allelopathic activity of two additional varieties, Sugagraze and Urja, was also studied. The experiment expended in two field seasons. During the first growing season physiological parameters, morphological characteristics and productivity of Atlas and Honeygraze were determined. During the second season, expression of allelopathic activity was studied on the indicator plants wheat, barley and lettuce by integration of residues in the same experimental field. In the laboratory experiment, allelopathy of seedlings of the four varieties Atlas, Honeygraze, Sugargraze and Urja was studied in a chamber under controled conditions. The experiment included collection of the hydrophobic extract of the four varieties and laboratory bioassays on the indicator plants lettuce, wheat, barley, wild oat and ryegass in order to study the possible inhibitory effect of the sorghum hydrophobic extracts. Finally, the amount of sorgoleone of the four varieties was determined by separating the components of their extract with HPLC analysis. The sorghum varieties used had adequate growth and productivity in the field. These varieties differed significantly statistically in chlorophyll content, effective quantum yield, length/width of leaves, plant density per 1000 m2, inflorescence weight and sugar content, but there were no significant statistical differences in their interaction to indicator plants. Allelopathic activity of hydrophobic extract of sorghum seedlings which was determined in laboratory bioassays in some indicator plants showed that lettuce and ryegass were more susceptible to sorgoleone with a complete inhibition of sprouting indicated at application of 25μΜ of sorghum extract. In addition, wild oat was susceptible enough to sorgoleone with a 63% inhibition of sprouting indicated at application of 25μΜ of sorghum extract. Among the four sorghum varieties, Atlas, Honeygraze, Sugargraze and Urja, the stronger action was recorded for Urja and Atlas.