Историята на опитомяването и селекцията на люцерната: нова перспектива, основана на генетичното разнообразие при кълненето на семената в отговор на температурата и скарификацията

Люцерната (Medicago sativa), важен многогодишен пасищен бобовид, принадлежи към видов комплекс, който включва няколко подвида с диви и култивирани популации. Създаването на насаждения може да бъде затруднено поради слабо кълнене. Скарификацията на семената, тяхното разграждане и температурата оказват влияние върху кълненето. Целта на настоящото проучване беше да се анализира генетичното разнообразие на кълняемостта на люцерната в отговор на три фактора: (1) температурата, като бяха тествани седем постоянни температури в диапазона от 5 до 40 °C върху 38 доступа, (2) скарификацията на семената беше тествана върху същите достъпи при 5 и 22 °C, (3) влошаването на качеството на семената беше тествано върху два достъпа и две партиди семена при седемте температури. Динамиката на кълняемостта на партидите семена във времето беше моделирана и бяха анализирани три параметъра: кълняемост (способност за кълняемост), максимална скорост на кълняемост (максимален процент кълнящи се семена за единица време) и латентно време до кълняемостта на първото семе. Скарификацията на семената повиши кълняемостта и при двете температури, като ефектът ѝ беше значително по-изразен при достъпите от вида falcata и дивите достъпи от вида sativa. Поставена е хипотезата за непълна загуба на признака за твърдост на семената по време на опитомяването и селекцията, което показва, че въвеждането на див материал в селекционните програми трябва да бъде последвано от селекция за кълняемост без скарификация. Партидите семена с променена кълняемост показаха ниска кълняемост при екстремни температури, както ниски, така и високи, което предполага, че са необходими умерени температури за стимулиране на кълняемостта на повредените партиди семена. Беше установено голямо генетично разнообразие по отношение на кълняемостта (както по отношение на капацитета, така и на скоростта) в отговор на температурата. Всички екземпляри имаха оптимална кълняемост при 15 или 22 °C и слаба кълняемост при 40 °C. Сортовете и местните сортове от вида sativa показаха висока кълняемост при температури от 5 до 34 °C, докато кълняемостта на falcata и дивите екземпляри от вида sativa беше отслабена съответно при 5 и 34 °C. Тези разлики се тълкуват като адаптация към климата на регионите на географския им произход с цел избягване на рисковете от замръзване или жега/суша. Тези нови открития дават представа за адаптацията и опитомяването на люцерната в широкия ѝ географски ареал. Те сочат, че е необходимо по-нататъшно подобряване на кълняемостта, особено при въвеждането на диген материал в селекционните пулове, за да се премахнат изискванията за скарификация и да се ограничат разликите в реакцията към температурата.