Pěstování pokusných rostlin

Transkript

1 zimní semestr 2008/2009 Pěstování pokusných rostlin Přednáška 5. Dlouhodobé uchovávání semen - metoda ultra-dry seed César Gómez-Campo. Dep. Biología Vegetal. Escuela T.S. Ing. Agrónomos. Univ.Politécnica. Madrid

2 Metody uchovávání genových zdrojů rostlin ex-situ druhy rozmnožované pouze vegetativně (česnek, brambory, ovocné stromy a keře, chmel): možnost přenosu virových chorob (termoterapie) 1. opakované výsadby 2. matečné stromy (v izolacích) 3. polní školky (i pro druhy generativně množené 4. cryo-preservation, in-vitro druhy rozmnožované generativně: - možnost přenosu chorob a škůdců semenem (mražení, povrchová desinfekce) 1. semena 2. pyl (prašníky) 3. embrya

3 Voda v semenech vliv na všechny vývojové fáze semen: formování a zrání stav klidu bobtnání a klíčení Semena podle tolerance k vyschnutí: většina kulturních rostlin vyžaduje pro úplný vývoj fázi vyschnutí, obsah vody se ustálí v rovnováze s prostředím, mnoho druhů si udrží schopnost klíčit po dlouhé období. U nás běžně pěstované druhy plodiny obsah vody % Semena procházející fází vyschnutí ortodoxní Tropy zralá semena obsahují 20 40% vody, při poklesu vlhkosti ztrácejí klíčivost semena rekalcitrantní (Coffea arabica, citrusy, někdy Passiflora)

4 Stárnutí (senescence( senescence), deteriorace a ztráta životaschopnosti deteriorace postupné snižování kvality semen druhové a odrůdové rozdíly nové poznatky fyziologie deteriorace osiva není nezvratný proces kvalitativních změn Coolbeat (1995) při dobrých skladovacích podmínkách se může v semenech aktivovat mechanismus, který může tento proces zvrátit

5 Projevy deteriorace semen Abddul-Baki a Anderson (1972): snižuje se intenzita dýchání snižuje se celková aktivita enzymatické činnosti mění se poměr zásobních látek v semeni, narůstá podíl polyfenolů nastávají změny struktury buněčných membrán, které zvyšují citlivost semen na podmínky prostředí při klíčení a vzcházení dochází ke změnám v syntéze nových látek dochází ke změnám genetického aparátu zvyšuje se podíl mutací akumulace toxických metabolitů projevy: např. tmavnutí obalových vrstev každý genotyp má kritickou mez, kolik buněk může být poškozeno, než dojde k narušení životaschopnosti obvykle nepřekračuje 15% další limitující faktor kontaminace mikroorganismy

6 Symptomy projevu stárnutí redukce klíčivosti a vzcházivosti zpomalení rychlosti klíčení nevyrovnané klíčení a vzcházení nižší vitalita, projevující se zvýšenou citlivostí na podmínky prostředí při klíčení a vzcházení méně vyvinuté klíční rostliny anomální klíční rostliny zvyšování obsahu polyfenolických látek v semenech

7 Dlouhověkost semen Dlouhověkost semen u suchých semen obecně: 1. s každým snížením vlhkosti o 1% se dvojnásobně prodlouží délka jeho životaschopnosti 2. s každým snížením teploty uskladnění o 5,6 C se dvojnásobně prodlužuje délka jeho životaschopnosti Relativní indexy skladovatelnosti semen (doba snížení klíčivosti na polovinu: 1. (po 1 2 letech): kukuřice,žito, sója, slunečnice, mák, salát, cibule 2. (po 3 5 letech): ječmen, pšenice, oves, pohanka, řepka, bob, len, zelí, květák, mrkev, paprika 3. (po 5 a více letech): vojtěška, řepa, rajče, okurka, vikev, hrách při vlhkosti nad 30% může docházet ke klíčení semen vlhkost 18 30% podporuje rychlou deterioraci semen, zejména v souvislosti s rozvojem mikroorganismů vlhkost pod 8 9% zamezuje rozvoji hmyzu vlhkost 4 5% - semena jsou odolná proti napadení hmyzem a houbovými patogeny

8 Pro dlouhodobé uchovávání semen FAKTOR TORY PRODLUŽUJÍCÍ ŽIVOTNOST SEMEN NÍZKÁ TEPLOTA NÍZKÁ VLHKOST NÍZKÁ KONCENTRACE KYSLÍKU (?) NÍZKÁ KONCENTRACE ETYLENU

9 klasický postup - Vysušit semena - Umístit do utěsněné nádoby - Skladovat v chladné místnosti Všichni mohou souhlasit nicméně

10 - Desiccate your seeds to what extent? - Place them in a tight container - Store in a cold room

11 - Desiccate your seeds - Place them in a tight container which containers are tight? - Store in a cold room

12 - Desiccate your seeds - Place them in a tight container - Store in a cold room at what temperature?

13 - Desiccate your seeds to what extent?

14 Pro ortodoxní semena je ultra-drying bezpečné a významně může prodloužit životnost semen Ultra-drying pomocí silikagelu má mnoho výhod.

15 VÝHODY POUŽITÍ SILIKAGELU 1. Jde o velmi jednoduchou metodu vysušení semen. 2. Lze dosáhnout vlhkosti semen nejméně o 2 % nižší než jinými metodami. 3. Dosaženou nízkou vlhkost lze udržovat prakticky neomezeně (v hermeticky uzavřených kontejnerech). 4. Silikagel lze snadno regenerovat (zahřátím) a znovu použít. 5. Změny zbarvení silikagelu mohou upozornit na anomálie (změnu vlhkosti) v kontejneru. 6. Silikagel rovněž absorbuje toxické plyny uvolňované semeny při jejich uskladnění a tím oddaluje stárnutí semen.

16 Amorfní SiO2

17 ilica gel Silica gel sco 2 Cl Silica gel sco 2 Cl přechodné zbarvení Silica gel s hrubšími zrny

18 Náhrada kobaltu při barvení silikagelu: Železo? Železo? Methyl violeť Tři alternativní způsoby barvení silikagelu: vlevo suchý, vpravo - vlhký

19

20 + 20%

21 V hermeticky uzavřeném kontejneru vzdušná vlhkost 10% R.H. je udržována vysušeným silikagelem V takových podmínkách lze udržet vlhkost osiva asi %

22 ULTRA-DRYING je potřeba ověřit u všech druhů rostlin, protože 1. Recalcitrant seeds which do not even admit slight desiccation 2. Semi-recalcitrant seeds admitting desiccation only to certain levels. 3. Pseudo-recalcitrant seeds when mistreated. Only the rate of desiccation is important.

23 - Place them in a tight container which containers are tight?

24 Uložení v chladu Laboratorní teplota (RH variabilní) Hermetický kontejner Semena Semena v kontejneru Netěsnící kontejner

25 see Typy kontejnerů bove). Only these four containers (10%) proved be completely hermetic to water vapour after 12 ars of observation. (right). Representative containers of all other thirty-six (90%) allowing moisture intake after periods between 2 months and 3 years.

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35 ZÁVĚRY: ) mezi testovanými kontejnery, které lze potenciálně ke skladování semen použít, je jen velmi malá část skutečně hermeticky těsná, umožňující dlouhodobé bezpečné uskladnění; ) vhodné jsou pouze: Kilnerovy zavařovačky, skleněné zatavené ampule, plechové konzervy, láhve pro laboratorní chemikálie; ) třívrstevné sáčky jsou rovněž vhodné ) ostatní kontejnery nejsou spolehlivě hermeticky uzavíratelné; ) vhodnost kontejneru je potřeba prověřit před použitím; ) vložení indikátoru změny vlhkosti v kontejneru (barevné změny) umožňuje ontrolu a případnou nápravu

36 - Store in a cold room at what temperature?

37 s každým snížením teploty uskladnění o 5,6 C se dvojnásobně prodlužuje délka jeho životaschopnosti ale pokud je vlhkost osiva správně udržována a kontrolována, teplota -5 C až 0 ºC je dostatečná. Takto lze ušetřit značné množství energie.

38 César Gómez-Campo. Dep. Biología Vegetal. Escuela T.S. Ing. Agrónomos. Univ.Politécnica. Madrid Tento postup byl navržen pro řadu druhů rostli a ověřen v období 40 let skladování Je tedy možné revidovat protokoly pro dlouhodobé uskladnění semen. (včetně počátečních a periodických testů semen, podmínek uskladnění, regeneračních protokolů atd.) Thank you for listening! and long life to your seeds!