Luzernin kesyttämisen ja jalostuksen historia: uusi näkökulma, joka perustuu siementen itävyyden geneettiseen monimuotoisuuteen lämpötilan ja skarifikaation vaikutuksesta

Luzerne (Medicago sativa), joka on tärkeä monivuotinen laidunpalkokasvi, kuuluu lajikompleksiin, johon kuuluu useita alalajeja sekä luonnonvaraisia että viljeltyjä populaatioita. Istutuksen onnistuminen voi vaarantua heikon itävyyden vuoksi. Siementen skarifiointi, pilaantuminen ja lämpötila vaikuttavat itävyyteen. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli analysoida lucernen itävyyden geneettistä monimuotoisuutta kolmen tekijän suhteen: (1) lämpötilaa, seitsemää vakiolämpötilaa välillä 5–40 °C, testattiin 38:lla yksilöllä, (2) siementen skarifiointia testattiin samoilla yksilöillä lämpötiloissa 5 ja 22 °C, (3) siementen pilaantumista testattiin kahdella yksilöllä ja kahdella siemenerällä seitsemässä lämpötilassa. Siemenerien itävyyden kehittymistä ajan kuluessa mallinnettiin, ja analysoitiin kolme parametria: itävyys (kyky itää), suurin itävyysnopeus (suurin itävien siementen prosenttiosuus aikayksikköä kohti) sekä viiveaika ennen ensimmäisen siemenen itämistä. Siementen skarifiointi paransi itävyyttä molemmissa lämpötiloissa, ja sen vaikutus oli huomattavasti suurempi falcata- ja villin sativa-kantojen kohdalla. Oletuksena on, että kovan siemenkuoren ominaisuus on kadonnut vain osittain kesyttämisen ja valinnan aikana, mikä viittaa siihen, että villimateriaalin tuomisen jalostusohjelmiin tulisi seurata itävyyden valinta ilman skarifiointia. Siemenerissä, joiden itävyys oli muuttunut, itävyys oli heikkoa äärilämpötiloissa, sekä kylmissä että kuumissa, mikä viittaa siihen, että vaurioituneiden siemenerien itämisen edistämiseksi tarvitaan leutoja lämpötiloja. Lämpötilaan reagoivassa itävyydessä (sekä kyvyssä että nopeudessa) havaittiin suuri geneettinen monimuotoisuus. Kaikilla kannoilla itävyys oli optimaalista 15 tai 22 °C:ssa ja heikkoa 40 °C:ssa. sativa-lajikkeiden ja maatiaislajikkeiden itävyys oli korkea lämpötiloissa 5–34 °C, kun taas falcata-lajikkeiden ja villien sativa-kantojen itävyys heikkeni vastaavasti lämpötiloissa 5 tai 34 °C. Näitä eroja tulkitaan sopeutumisena niiden alkuperäalueiden ilmastoon, jotta vältetään pakkas- tai kuumuus-/kuivuusriskit. Nämä uudet havainnot antavat tietoa sinimailasen sopeutumisesta ja kesyttämisestä sen laajalla levinneisyysalueella. Ne viittaavat siihen, että itävyyttä on edelleen parannettava, erityisesti kun villimateriaalia tuodaan jalostuspooliin, jotta skarifiointia ei enää tarvita ja lämpötilaan reagoimisen eroja voidaan rajoittaa.