Istoria domesticirii și selecției lucernei: o nouă perspectivă bazată pe diversitatea genetică a germinării semințelor în funcție de temperatură și scarificare

Lucerna (Medicago sativa), o leguminoasă perenă importantă pentru pășuni, aparține unui complex de specii care include mai multe subspecii, cu populații sălbatice și cultivate. Înființarea culturii poate fi compromisă de o germinare deficitară. Scarificarea semințelor, deteriorarea acestora și temperatura au un impact asupra germinării. Obiectivul acestui studiu a fost de a analiza diversitatea genetică a germinării lucernei în funcție de trei factori: (1) temperatura, cu șapte temperaturi constante cuprinse între 5 și 40 °C, a fost testată pe 38 de accesiuni, (2) scarificarea semințelor a fost testată pe aceleași accesiuni la 5 și 22 °C, (3) deteriorarea semințelor a fost testată pe două accesiuni și două loturi de semințe la cele șapte temperaturi. Dinamica germinării loturilor de semințe în timp a fost modelată și au fost analizați trei parametri: germinabilitatea (capacitatea de germinare), rata maximă de germinare (procentul maxim de semințe care germinează pe unitate de timp) și timpul de latență până la germinarea primei semințe. Scarificarea semințelor a îmbunătățit germinabilitatea la ambele temperaturi, iar efectul acesteia a fost mult mai pronunțat asupra accesionilor de falcata și a celor sălbatice de sativa. Se emite ipoteza unei pierderi incomplete a trăsăturii de semințe dure în timpul domesticirii și selecției, ceea ce indică faptul că introducerea materialului sălbatic în programele de ameliorare ar trebui urmată de selecția pentru germinabilitate fără scarificare. Loturile de semințe cu germinabilitate modificată au prezentat o germinare scăzută la temperaturi extreme, atât reci, cât și calde, ceea ce sugerează că sunt necesare temperaturi moderate pentru a favoriza germinarea loturilor de semințe deteriorate. S-a constatat o mare diversitate genetică în ceea ce privește germinarea (atât capacitatea, cât și rata) ca răspuns la temperatură. Toate accesiunile au prezentat o germinare optimă la 15 sau 22 °C și o germinare slabă la 40 °C. Soiurile și varietățile locale de sativa au prezentat o germinare ridicată între 5 și 34 °C, în timp ce germinarea accesiunilor de falcata și a celor sălbatice de sativa a fost slăbită la 5, respectiv 34 °C. Aceste diferențe sunt interpretate ca fiind legate de adaptarea la climatul regiunilor lor de origine geografică, în scopul de a evita riscurile de îngheț sau de căldură/secetă. Aceste noi descoperiri oferă perspective asupra adaptării și domesticirii lucernei în vasta sa arie geografică. Ele sugerează că este necesară o îmbunătățire suplimentară a germinării, în special atunci când se introduce material sălbatic în fondurile de ameliorare, pentru a elimina necesitatea scarificării și a limita diferențele de răspuns la temperatură.