Lutserni kodustamise ja aretamise ajalugu: uus vaatenurk, mis tugineb seemnete idanemise geneetilisele mitmekesisusele vastusena temperatuurile ja skarifikatsioonile

Lutsern (Medicago sativa), oluline mitmeaastane karjamaa-liblikõieline, kuulub liikide kompleksisse, mis hõlmab mitmeid alamliike, mille hulgas on nii looduslikke kui ka kultiveeritud populatsioone. Istanduse rajamist võib takistada halb idanemine. Seemnete skarifitseerimine, riknemine ja temperatuur mõjutavad idanemist. Käesoleva uuringu eesmärk oli analüüsida lutserni idanemise geneetilist mitmekesisust kolme teguri mõjul: (1) temperatuuri puhul testiti 38 sordi puhul seitset konstantset temperatuuri vahemikus 5–40 °C, (2) seemnete skarifitseerimist testiti samadel proovidel temperatuuridel 5 ja 22 °C, (3) seemnete halvenemist testiti kahel proovil ja kahel seemnepartiil seitsmel temperatuuril. Seemnepartiide idanemisdünaamikat aja jooksul modelleeriti ja analüüsiti kolme parameetrit: idanevus (idanemisvõime), maksimaalne idanemiskiirus (maksimaalne idanevate seemnete protsent ajaühiku kohta) ning viivitusaeg enne esimese seemne idanemist. Seemnete skarifitseerimine parandas idanemisvõimet mõlemal temperatuuril ning selle mõju oli palju suurem falcata ja looduslike sativa sordivõtmetel. Hüpoteesiks on, et kodustamise ja selektsiooni käigus on kõva seemne omadus osaliselt kadunud, mis viitab sellele, et loodusliku materjali sissetoomist aretusprogrammidesse peaks järgima idanemisvõime selektsioon ilma skarifikatsioonita. Muudetud idanemisvõimega seemnepartiidel oli madal idanemisvõime nii äärmuslikult külmades kui ka kuumades temperatuurides, mis viitab sellele, et kahjustatud seemnepartiide idanemise soodustamiseks on vaja mõõdukaid temperatuure. Temperatuurile reageerimisel ilmnes idanemise (nii võime kui ka kiirus) osas suur geneetiline mitmekesisus. Kõikidel isenditel oli optimaalne idanemine temperatuuril 15 või 22 °C ning nõrk idanemine temperatuuril 40 °C. sativa sordidel ja maaharimistüüpidel oli kõrge idanemisvõime temperatuurivahemikus 5–34 °C, samas kui falcata ja looduslike sativa proovide idanemisvõime oli nõrgenenud vastavalt temperatuuril 5 või 34 °C. Neid erinevusi tõlgendatakse kohanemisena nende geograafiliste päritolupiirkondade kliimaga, et vältida külma või kuumuse/kuivuse ohtu. Need uued leiud annavad ülevaate lutserni kohanemisest ja kodustamisest selle laialdasel levikualal. Need viitavad sellele, et idanemisvõimet on vaja veelgi parandada, eriti loodusliku materjali aretusvalikku lisamisel, et kõrvaldada skarifikatsiooni vajadus ja piirata temperatuurile reageerimise erinevusi.