Διερεύνηση της οικοφυσιολογίας του σπόρου και του in vitro πολλαπλασιασμού του Leucaena leucocephala Lam. de Wit

Abstract

Το Leucaena leucocephala Lam de Wit, οικ. Fabaceae, είναι ένα ευπροσάρμοστο μικρό θαμνώδες δένδρο ή μεγάλος θάμνος, με προέλευση από το Μεξικό, αλλά με σχεδόν παγκόσμια εξάπλωση. Πρόκειται για φυτό με πάρα πολλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένης και της αξιοποίησης ως καλλωπιστικό σε κήπους. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν αρχικά η μελέτη της βλαστικότητας του σπόρου του φυτού Leucaena leucocephala και στην συνέχεια η εύρεση ενός κατάλληλου πρωτοκόλλου in vitro πολλαπλασιασμού του είδους με στόχο την εισαγωγή του στην επιχειρηματική ανθοκομία ως φυτό κηποτεχνίας και αρχιτεκτονικής τοπίου. Ο σκαριφισμός του σπόρου με βύθιση σε νερό 50 οC (αρχική θερμοκρασία) για 48 ώρες και εν συνεχεία επώαση στους 20 και 25 οC in vitro σε στερεό υπόστρωμα ½ MS χωρίς φυτορυθμιστικές ουσίες επέφερε βλάστηση των σπόρων σε ποσοστά μεταξύ 8,0 - 15,78%, ενώ η βύθιση σε 90 οC για 2 min δεν επέφερε βλάστηση των σπόρων. Ο περαιτέρω σκαριφισμός με νυστέρι των σπόρων που δεν είχαν βλαστήσει μετά την βύθιση σε θερμό νερό και από τις δυο θερμοκρασίες και επανατοποθέτηση για βλάστηση in vitro σε στερεό υπόστρωμα ½ MS χωρίς φυτορυθμιστικές ουσίες, οδήγησε σε ποσοστά βλαστικότητας μεταξύ 57,14 - 100%. Κατά την αρχική in vitro εγκατάσταση εκφύτων βλαστού και ενός κόμβου ανεξαρτήτως θέσης στον βλαστό από in vitro σπορόφυτα σε υπόστρωμα MS, είτε χωρίς φυτορυθμιστικές ουσίες (μάρτυρας) ή με 1 mg/L Βενζυλαδενίνη (ΒΑ), τα ποσοστά βλαστογένεσης κυμάνθηκαν μεταξύ 94,73 - 100%, παράχθηκε ένας βλαστός ανά έκφυτο και το υψηλότερο Δυναμικό Πολλαπλασιασμού παρατηρήθηκε στο υπόστρωμα με BA από έκφυτα κόμβου με 2,28 cm μέσο μήκος βλαστού και μέσο αριθμό κόμβων/βλαστό τους 5. Με σκοπό την αύξηση του αριθμού των παραγόμενων βλαστών ανά έκφυτο, ακολούθησαν τέσσερις υποκαλλιέργειες, όπου εκτός του υποστρώματος του μάρτυρα (σκέτο MS) δοκιμάστηκαν υποστρώματα με 1 mg/L BA και 0,1 mg/L Ναφθαλινοξικό οξύ (NAA), 0,2 mg/L ΒΑ, 0,5 mg/L BA και 0,3 mg/L BA με αποτελέσματα παρόμοια με αυτά της αρχικής καλλιέργειας. Σε όλες τις υποκαλλιέργειες ακόμα υπήρχε παραγωγή ενός βλαστού ανά έκφυτο. Για την in vitro ριζοβολία των μικροβλαστών δοκιμάστηκαν υποστρώματα ½ MS, είτε χωρίς φυτορυθμιστικές ουσίες, ή εμπλουτισμένα με 0,5 mg/L ή 1 mg/L Ινδολυλοβουτυρικό οξύ (ΙΒΑ). Τα ποσοστά ριζοβολίας κυμάνθηκαν μεταξύ 31,25 - 58,33% και το υψηλότερο ποσοστό παρατηρήθηκε στο υπόστρωμα με 1 mg/L ΙBA. Ο ex vitro εγκλιματισμός φυταρίων L. leucocephala είχε ποσοστά επιτυχίας που κυμάνθηκαν μεταξύ 21,42 - 50%.Abstract Leucaena leucocephala Lam de Wit, family Fabaceae, is a versatile small shrubby tree or large shrub, originating from Mexico, but with an almost global distribution. It is a plant with many uses, including its use as an ornamental in gardens. The purpose of this work was initially to study the germination of the seed of the plant Leucaena leucocephala and then to find a suitable in vitro propagation protocol for the species with the aim of introducing it into commercial floriculture as a horticultural and landscape architecture plant. Scarification of the seed by immersion in water at 50 °C (initial temperature) for 48 hours and subsequent incubation at 20 and 25 °C in vitro on a solid substrate of ½ MS without phytoregulatory substances resulted in seed germination rates between 8,0 – 15,78%, while immersion at 90 °C for 2 min did not result in seed germination. Further scarification with a scalpel of the seeds that had not germinated after immersion in hot water at both temperatures and re-placement for in vitro germination on a solid substrate of ½ MS without phytoregulatory substances, resulted in germination rates between 57,14 - 100%. During the initial in vitro establishment of shoot explants and a node regardless of position on the shoot from in vitro seedlings on MS substrate, either without phytoregulatory substances (control) or with 1 mg/L Benzyladenine (BA), the rates of blastogenesis ranged between 94,73 - 100%, one shoot was produced per explant and the highest Proliferation Potential was observed on the substrate with BA from node explants with 2,28 cm average shoot length and an average number of nodes/shoot of 5. In order to increase the number of shoots produced per explant, four subcultures followed, where in addition to the control substrate (pure MS), substrates with 1 mg/L BA and 0,1 mg/L Naphthaleneacetic acid (NAA), 0,2 mg/L BA, 0,5 mg/L BA and 0,3 mg/L BA with results similar to those of the initial culture. Still there was production of one shoot per explant in all subcultures. For the in vitro rooting of microshoots, ½ MS substrates were tested, either without phytoregulatory substances, or enriched with 0,5 mg/L or 1 mg/L Indolylbutyric acid (IBA). The rooting rates ranged between 31,25 – 58,33% and the highest rate was observed in the substrate with 1 mg/L IBA. The ex vitro acclimation of L. leucocephala seedlings had success rates that ranged between 21,42 - 50%.