La storia dell’addomesticamento e della selezione dell’erba medica: una nuova prospettiva basata sulla diversità genetica relativa alla germinazione dei semi in risposta alla temperatura e alla scarificazione

L'erba medica (Medicago sativa), una delle principali leguminose da pascolo perenni, appartiene a un complesso di specie che comprende diverse sottospecie con popolazioni selvatiche e coltivate. La costituzione dei popolamenti può essere compromessa da una scarsa germinazione. La scarificazione dei semi, il loro deterioramento e la temperatura influiscono sulla germinazione. L’obiettivo di questo studio era analizzare la diversità genetica della germinazione dell’erba medica in risposta a tre fattori: (1) la temperatura, con sette temperature costanti comprese tra 5 e 40 °C, è stata testata su 38 accessioni, (2) la scarificazione dei semi è stata testata sulle stesse accessioni a 5 e 22 °C, (3) il deterioramento dei semi è stato testato su due accessioni e due lotti di semi alle sette temperature. È stata modellata la dinamica di germinazione dei lotti di semi nel tempo e sono stati analizzati tre parametri: germinabilità (capacità di germinazione), tasso massimo di germinazione (percentuale massima di semi che germinano per unità di tempo) e tempo di latenza prima della germinazione del primo seme. La scarificazione dei semi ha migliorato la germinabilità a entrambe le temperature e il suo effetto è risultato molto più marcato sulle accessioni falcata e su quelle selvatiche di sativa. Si ipotizza una perdita incompleta del tratto di durezza del seme durante la domesticazione e la selezione, il che indica che l’introduzione di materiale selvatico nei programmi di miglioramento genetico dovrebbe essere seguita dalla selezione per la germinabilità senza scarificazione. I lotti di semi con germinabilità alterata hanno mostrato una bassa germinazione a temperature estreme, sia fredde che calde, suggerendo che siano necessarie temperature miti per favorire la germinazione di lotti di semi danneggiati. È emersa un’ampia diversità genetica per quanto riguarda la germinazione (sia in termini di capacità che di velocità) in risposta alla temperatura. Tutte le accessioni hanno mostrato una germinazione ottimale a 15 o 22 °C e una germinazione scarsa a 40 °C. Le varietà e le varietà autoctone di sativa presentavano un’elevata germinazione da 5 a 34 °C, mentre la germinazione di falcata e delle accessioni selvatiche di sativa risultava ridotta rispettivamente a 5 e a 34 °C. Queste differenze sono interpretate in termini di adattamento al clima delle loro regioni di origine geografica, al fine di sfuggire ai rischi di gelo o di calore/siccità. Queste nuove scoperte forniscono approfondimenti sull’adattamento e l’addomesticamento dell’erba medica nella sua vasta area geografica. Esse suggeriscono la necessità di un ulteriore miglioramento della germinazione, specialmente quando si introducono materiali selvatici nei pool di selezione, al fine di eliminare la necessità di scarificazione e limitare le differenze nella risposta alla temperatura.