De geschiedenis van de domesticatie en selectie van luzerne: een nieuw perspectief vanuit de genetische diversiteit voor zaadontkieming in reactie op temperatuur en scarificatie

Luzerne (Medicago sativa), een belangrijke meerjarige weidepeulvrucht, behoort tot een soortcomplex dat verschillende ondersoorten omvat, met zowel wilde als gecultiveerde populaties. De aanleg van een stand kan worden belemmerd door een slechte kieming. Zaadscarificatie, kwaliteitsverlies en temperatuur hebben invloed op de kieming. Het doel van deze studie was het analyseren van de genetische diversiteit van de kieming van luzerne in reactie op drie factoren: (1) temperatuur, met zeven constante temperaturen variërend van 5 tot 40 °C, werd getest op 38 accessies, (2) zaadscarificatie werd getest op dezelfde accessies bij 5 en 22 °C, (3) zaadverslechtering werd getest op twee accessies en twee zaadpartijen bij de zeven temperaturen. De kiemdynamiek van de zaadpartijen in de loop van de tijd werd gemodelleerd en er werden drie parameters geanalyseerd: kiemkracht (kiemcapaciteit), maximale kiemsnelheid (maximaal percentage zaden dat per tijdseenheid ontkiemt) en de vertragingstijd voordat het eerste zaad ontkiemt. Zaadscarificatie verbeterde de kiemkracht bij beide temperaturen en het effect ervan was veel groter bij falcata en wilde sativa-accessies. Er wordt verondersteld dat de eigenschap van hardheid van de zaden tijdens domesticatie en selectie niet volledig verloren is gegaan, wat erop wijst dat de introductie van wild materiaal in veredelingsprogramma’s gevolgd moet worden door selectie op kiemkracht zonder scarificatie. Zaadpartijen met een veranderde kiemkracht vertoonden een lage kiemkracht bij extreme temperaturen, zowel koud als warm, wat suggereert dat milde temperaturen nodig zijn om de kiemkracht van beschadigde zaadpartijen te bevorderen. Er werd een grote genetische diversiteit vastgesteld voor kiemkracht (zowel capaciteit als snelheid) in reactie op temperatuur. Alle accessies vertoonden een optimale kiemkracht bij 15 of 22 °C en een slechte kiemkracht bij 40 °C. De sativa-variëteiten en landrassen vertoonden een hoge kiemkracht bij temperaturen van 5 tot 34 °C, terwijl de kiemkracht van falcata en de wilde sativa-accessies respectievelijk bij 5 °C en 34 °C verzwakt was. Deze verschillen worden geïnterpreteerd in termen van aanpassing aan het klimaat van hun geografische herkomstgebieden om risico’s van vorst of hitte/droogte te ontlopen. Deze nieuwe bevindingen bieden inzicht in de aanpassing en domesticatie van luzerne in haar uitgestrekte verspreidingsgebied. Ze wijzen erop dat verdere verbetering van de kiemkracht nodig is, met name bij het introduceren van wild materiaal in veredelingspools, om de noodzaak van scarificatie weg te nemen en verschillen in reactie op temperatuur te beperken.