Lucernas domestikācijas un selekcijas vēsture: jauns skatījums, balstoties uz ģenētisko daudzveidību attiecībā uz sēklu dīgtspēju atkarībā no temperatūras un skarifikācijas

Lucerna (Medicago sativa), kas ir viena no galvenajām daudzgadīgajām pļavu pākšaugiem, pieder pie sugu kompleksa, kurā ietilpst vairākas pasugas ar savvaļas un kultivētām populācijām. Stādījumu izveidi var apgrūtināt slikta dīgtspēja. Sēklu skarifikācija, kvalitātes pasliktināšanās un temperatūra ietekmē dīgtspēju. Šī pētījuma mērķis bija analizēt lucernas dīgtspējas ģenētisko daudzveidību, reaģējot uz trim faktoriem: (1) tika pārbaudīta dīgtspēja septiņās nemainīgās temperatūrās no 5 līdz 40 °C, izmantojot 38 paraugus, (2) sēklu skarifikācija tika pārbaudīta tajos pašos paraugos pie 5 un 22 °C, (3) sēklu kvalitātes pasliktināšanās tika pārbaudīta divos paraugos un divās sēklu partijās pie septiņām temperatūrām. Tika modelēta sēklu partiju dīgšanas dinamika laika gaitā un analizēti trīs parametri: dīgtspēja (dīgšanas spēja), maksimālais dīgšanas ātrums (maksimālais dīgstošo sēklu procentuālais daudzums laika vienībā) un laika periods līdz pirmās sēklas dīgšanai. Sēklu skarifikācija uzlaboja dīgtspēju abās temperatūrās, un tās ietekme bija daudz lielāka uz falcata un savvaļas sativa akcijām. Tiek izvirzīta hipotēze par to, ka domestikācijas un selekcijas procesā cietās sēklas īpašība ir zaudēta nepilnīgi, kas liecina, ka pēc savvaļas materiāla iekļaušanas selekcijas programmās būtu jāveic selekcija pēc dīgtspējas bez skarifikācijas. Sēklu partijām ar mainītu dīgtspēju bija zema dīgtspēja ekstremālās temperatūrās — gan aukstās, gan karstās —, kas liecina, ka, lai veicinātu bojātu sēklu partiju dīgšanu, ir nepieciešamas mērenas temperatūras. Tika atklāta liela ģenētiskā daudzveidība attiecībā uz dīgtspēju (gan spēju, gan ātrumu) atkarībā no temperatūras. Visām šķirnēm optimālā dīgtspēja bija 15 vai 22 °C temperatūrā, bet vāja dīgtspēja — 40 °C temperatūrā. sativa šķirnēm un vietējām šķirnēm bija augsta dīgtspēja temperatūrā no 5 līdz 34 °C, savukārt falcata un savvaļas sativa paraugu dīgtspēja bija vāja attiecīgi 5 vai 34 °C temperatūrā. Šīs atšķirības tiek skaidrotas ar pielāgošanos to ģeogrāfisko izcelsmes reģionu klimatam, lai izvairītos no sala vai karstuma/sausuma riskiem. Šie jaunie atklājumi sniedz ieskatu lucernas pielāgošanās un domestikācijas procesā tās plašajā ģeogrāfiskajā areālā. Tie liecina, ka ir nepieciešams turpināt uzlabot dīgtspēju, it īpaši, ieviešot savvaļas materiālu selekcijas fondos, lai novērstu nepieciešamību pēc skarifikācijas un ierobežotu atšķirības reakcijā uz temperatūru.