Tillväxtförsök på groddknoppar hos Allium oleraceum - Groddknopparnas bladtillväxt under höst, vinter och vår hos cytotyper av olika ursprung

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202007033609
Title: Tillväxtförsök på groddknoppar hos Allium oleraceum - Groddknopparnas bladtillväxt under höst, vinter och vår hos cytotyper av olika ursprung
Author: Sjöblom, Robin
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202007033609
http://hdl.handle.net/10138/317437
Thesis level: master's thesis
Abstract: In winter plants are exposed to harsh winter conditions with low temperatures being one of the major challenging factors. Traditionally winter has been considered a period unfavourable for plant growth and activity, but newer findings reveal higher levels of activity than previously assumed possible. Adaptations to different winter conditions are observed between species but also within species between populations which can be expressed in differing phenology between populations. Dormancy is a widespread phenomenon in the plant kingdom with major importance in plant evolution. Dormancy is considered to be present in seeds and buds of a wide spectre of plant groups, but asexual reproductive units like bulbils have been thought to lack the ability to undergo the phenomenon of dormancy. Findings suggest that a dormancy-like phenomenon can also be present in bulbils. Allium oleraceum is a bulb forming geophyte with a widespread distribution in Europe that grows on many differing habitats. The predominate form of reproduction in the species is the vegetative formation of bulbils. The wide distribution has led to adaptation to different environmental conditions, furthermore the species displays six levels of polyploidi partially differing in traits like ecology. The differences between cytotypes are regional and there are large intracytotytpic variations. In Finland tetra- and pentaploid populations have been reported, differing in their distribution patterns. The Finnish cytotypes exhibit differences in morphology but there is also evidence for ecological differences between the cytotypes. In addition, there is an atypical tetraploid population which differ significantly morphologically from other tetraploid populations. The objective of this master’s project was to examine the growth of bulbils from three different origins of Allium oleraceum. Another objective of the experiment was to give information on differences between the cytotypes in Finland, tetra- and pentaploids, but also the atypical tetraploid cytotype. Furthermore, I investigated whether the bulbils exhibit a dormancy-like phenomenon, with a special focal point on dormancy according to Vegis’ theory (1964). Earlier findings have shown considerable capability of growth during winter in Allium oleraceum, which is also examined in this project. The experiment included collected bulbils from two localities. Tetra- and pentaploid bulbils were collected from a mixed population of both cytotypes in Tvärminne, Hangö, and tetraploid bulbils were also collected from the atypical tetraploid population on Sveaborg, Helsingfors. Growth experiments were done outside and in growth chambers with controlled temperature and light conditions. The bulbils were planted outside in early autumn. Of each origin one group was kept outside during the entire winter, one group was put in growth chambers in December and one group was put in growth chambers in February to examine the effect of differing winter length on growth. During the experiment, the timing of growth onset in bulbs and leaf growth was followed up. The origins included in this project exhibited considerable differences. The pentaploid cytotype from Tvärminne had bulbils of greater size than the tetraploid cytotypes, between which there was only an indication of a difference. For the bulbils from the atypical tetraploid population growth onset took place early in the autumn and the vast majority of the bulbils started growing in a short period of time. For the two origins from Tvärminne the growth onset took place later and a considerable number of bulbils started growing in the spring. The tetraploid cytotype from Tvärminne exhibited earlier growth onset and a higher share of bulbils started growing in the autumn than the pentaploid cytotype from Tvärminne. In the growth chambers the differences between the three origins were not as obvious but the two cytotypes from Tvärminne were affected by the timing of the experiment more than the atypical tetraploid cytotype from Sveaborg. The observed differences between the origins in the experiment are thought reflect the different distribution patterns of the cytotypes and could hence be adaptations to different conditions. The atypical tetraploid population could be of Central European origin which would mean that it could have adaptations to mild winters which would explain the big difference between this origin and the two other origins. Between the two experiments in the growth chambers significant differences were observed. The growth was considerably greater in February than in December for all origins, especially in the midmost temperatures. The observed differences between the two experiments signifies that bulbils of Allium oleraceum exhibits a dormancy-like phenomenon and according to Vegis’ theory. In contrary to earlier findings, only little growth was observed during winter. The lack of considerable growth could be explained by the thick snow cover which made the amount of light that reached the plants very low which then led to little growth. The results from this project suggest that there are differences between the three different origins of bulbils included. Further studies are needed to find out if the observer differences are adaptations to local conditions or if there are differences on a higher level between the Finnish cytotypes.Med vinterns ankomst utsätts växter för svåra vinterförhållanden med låga temperaturer och liten ljusmängd. Traditionellt har det ansetts att vintern är en period med låg aktivitet hos växterna, men nyare studier tyder på att det förekommer mera aktivitet än det tidigare förmodats. Anpassningar till olika vinterförhållanden ses mellan arter, men även inom arter mellan olika populationer, vilket kan ta sig i uttryck genom skillnader i fenologi. Dormans är ett utbrett fenomen i växtriket av stor ekologisk betydelse. Dormans har ansetts förekomma hos frön och knoppar hos ett brett spektrum av växter, men asexuella förökningsenheter såsom groddknoppar har inte ansetts vara kapabla till att undergå dormans. Nyare studier pekar på att även groddknoppar tycks uppvisa dormansliknande fenomen. Allium oleraceum är en lökbildande geofyt som förekommer över stora delar av Europa och som växer på varierande växtplatser. Artens vegetativa förökningssätt genom bildande av groddknoppar är dominerande. Artens vidsträckta utbredning har lett till att olika populationer har anpassat sig till olika förhållanden. Arten uppvisar dessutom sex olika nivåer av polyploidi mellan vilka det delvis förekommer skillnader med avseende på till exempel ekologi. Skillnader mellan de olika cytotyperna är regionala och stora variationer förekommer inom cytotyperna. I Finland förekommer två cytotyper av Allium oleraceum, tetra- och pentaploider, med olika utbredningsmönster. Mellan dessa två cytotyper ses morfologiska skillnader men det finns belägg för att dessa även skiljer sig åt ekologiskt. Dessutom finns det en känd tetraploid population som skiljer sig markant med anseende på morfologi från övriga tetraploider. Målsättningen med detta pro gradu -arbete var att undersöka tillväxten hos groddknoppar av tre olika ursprung av Allium oleraceum. Försöket skulle ge mera information om skillnader mellan de olika ursprungen som tillsammans med tidigare resultat kunde peka på skillnader mellan de finländska cytotyperna av Allium oleraceum. Utöver skillnader mellan de olika ursprungen undersöktes även ifall groddknopparna uppvisar dormansliknande fenomen, med speciell tyngdpunkt på Vegis’ teori (1964) om dormans. Tidigare resultat har visat att arten är kapabel till tillväxt under vintern, vilket även undersöktes som en del av detta projekt. Projektet utfördes med insamlade groddknoppar från två lokaler. Tetra- och pentaploida groddknoppar insamlades från en population med både tetra- och pentaploida individer i Tvärminne och dessutom samlades tetraploida groddknoppar in från den atypiska tetraploida populationen på Sveaborg. Försök gjordes utomhus och i tillväxtskåp i fyra olika temperaturer under två tillfällen under vintern. Groddknopparna planterades utomhus under början av hösten. Av varje ursprung hölls en grupp utomhus hela vintern, en grupp togs in i tillväxtskåpen i december och en grupp togs in i tillväxtskåpen i februari för att se inverkan av vinterns längd på tillväxten. Under försöken uppföljdes tidpunkten för när groddknopparna påbörjade sin tillväxt och likaså bladens längdtillväxt. Mellan de tre ursprung av Allium oleraceum som användes i detta projekt förekom skillnader. Den pentaploida cytotypen från Tvärminne hade större groddknoppar än de tetraploida cytotyperna från Sveaborg och Tvärminne, mellan vilka det endast fanns en antydan till skillnad. Hos den atypiska tetraploida cytotypen från Sveaborg påbörjade nästintill alla groddknoppar sin tillväxt tidigt under hösten medan andelen groddknoppar som påbörjade sin tillväxt hos de två cytotyperna från Tvärminne fördelades jämnare mellan hösten och våren. Hos den tetraploida cytotypen från Tvärminne skedde tillväxtstarten tidigare under hösten och en större andel groddknoppar påbörjade tillväxten under hösten än hos den pentaploida cytotypen från Tvärminne. I tillväxtskåpen var skillnaderna mellan ursprungen inte lika tydlig men de två cytotyperna från Tvärminne påverkades av tidpunkten för försöket i tillväxtskåp i större utsträckning än den atypiska tetraploida cytotypen från Sveaborg. De observerade skillnaderna ursprungen emellan anses avspegla de olika cytotypernas huvudsakliga utbredning i Finland och kan vara anpassningar till de varierande förhållanden som råder på de huvudsakliga utbredningsområdena. Den atypiska tetraploida cytotypen från Sveaborg kan vara av centraleuropeiskt ursprung vilket skulle betyda att denna är anpassad till milda vintrar, vilket skulle kunna förklara skillnaden mellan denna cytotyp och de två andra cytotyperna. Mellan de två försöksomgångarna i tillväxtskåpen observerades tydliga skillnader. Bladens längdtillväxt var större hos alla ursprung i försöksomgången i februari än i den i december och samma mönster ses med avseende på tidpunkten för tillväxtstart hos groddknoppar. Denna skillnad mellan försöksmånaderna skulle kunna tyda på att groddknopparna hos Allium oleraceum uppvisar ett dormansliknande fenomen som följer Vegis’ teori. Under försöket var bladens längdtillväxt under snön obetydlig, i motsats till vad som observerats under tidigare försök. Förklaringen till den ringa observerade tillväxt under snön är sannolikt den rikliga snömängden under försöket, vilken gjorde att ljusmängden som trängde ner genom snön var liten. Detta projekt visar på att det finns skillnader mellan de tre olika ursprungen som ingick i försöket och att groddknoppar hos Allium oleraceum uppvisar ett dormansliknande fenomen. Vidare studier på fler populationer av vardera cytotyp behövs för att utreda ifall de observerade skillnaderna är lokala anpassningar för populationer eller om det finns skillnader mellan cytotyperna.
Subject: Allium oleraceum
övervintring
anpassning
dormans
Vegis’ teori
groddknopp
tillväxtstart
tillväxt under vintern
polyploidi
vinter
vinterekologi
Allium oleraceum
overwintering
adaptation
dormancy
Vegis’ theory
bulbil
growth onset
winter growth
polyploidy
winter
growth
Discipline: kasvibiologia
Plant Biology
växtbiologi


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Sjoblom_Robin_Pro_gradu_2020.pdf 2.160Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record