Historien om domesticering og selektion af lucerne: Et nyt perspektiv baseret på den genetiske diversitet i frøenes spiring som reaktion på temperatur og skarificering

Luzerne (Medicago sativa), en vigtig flerårig græsmarksbælgplante, tilhører et artskompleks, der omfatter flere underarter med både vilde og dyrkede bestande. Etableringen af bestande kan blive forringet af dårlig spiring. Frøskarificering, forringelse og temperatur har indflydelse på spiring. Formålet med denne undersøgelse var at analysere den genetiske diversitet i lucernes spiring som reaktion på tre faktorer: (1) temperatur, med syv konstante temperaturer i intervallet 5 til 40 °C, blev testet på 38 accessioner, (2) frøskarificering blev testet på de samme accessioner ved 5 og 22 °C, (3) frøforringelse blev testet på to accessioner og to frøpartier ved de syv temperaturer. Spiringsdynamikken for frøpartierne over tid blev modelleret, og tre parametre blev analyseret: spireevne (spiringskapacitet), maksimal spirehastighed (maksimal procentdel af frø, der spirer pr. tidsenhed) og forsinkelsestid, før det første frø spirer. Frøskarifikation forbedrede spireevnen ved begge temperaturer, og effekten var betydeligt større på falcata og vilde sativa-tilgange. Der fremsættes en hypotese om et ufuldstændigt tab af egenskaben »hårdfrøethed« under domesticering og selektion, hvilket indikerer, at indførelsen af vildt materiale i avlsprogrammer bør efterfølges af selektion for spireevne uden skarifikation. Frøpartier med ændret spireevne havde lav spiring ved ekstreme temperaturer, både kolde og varme, hvilket tyder på, at milde temperaturer er nødvendige for at fremme spiring af beskadigede frøpartier. Der blev påvist en stor genetisk diversitet med hensyn til spiring (både kapacitet og hastighed) som reaktion på temperaturen. Alle tilgange havde en optimal spiring ved 15 eller 22 °C og en dårlig spiring ved 40 °C. Sorterne og landracerne af sativa havde en høj spireevne fra 5 til 34 °C, mens spireevnen hos falcata og de vilde sativa-tilgange var svækket ved henholdsvis 5 og 34 °C. Disse forskelle tolkes som en tilpasning til klimaet i deres geografiske oprindelsesregioner med henblik på at undgå risikoen for frost eller varme/tørke. Disse nye fund giver indsigt i lucernens tilpasning og domesticering i dets brede geografiske udbredelsesområde. De tyder på, at der er behov for yderligere forbedring af spireevnen, især når vildt materiale indføres i avlspuljer, for at fjerne behovet for skarificering og for at begrænse forskellene i reaktion på temperatur.