Növényi anyag égésekor felszabaduló füst hatása három hazai évelő lágyszárú vegetatív szaporítóképletének kihajtására
Absztrakt
A növényi anyag égésekor felszabaduló füst magok csírázását és a magoncok növekedését serkentő hatása az 1990-es évek óta ismert. Arról azonban még kevés ismeret áll rendelkezésre, hogy évelő növények vegetatív szaporítóképletére milyen hatással lehet a füst. Vizsgálatunkban vízben elnyeletett avarfüsttel (füstvízzel) kezeltük három lágy szárú növényfaj (Convallaria majalis, Poa bulbosa, Ranunculus ficaria) vegetatív szaporítóképleteit. Hipotézisünk az volt, hogy a csapvízzel nedvesített kontrollhoz képest a füstkezelés serkenti a szaporítóképletek kihajtását, ill. a kihajtott növények fejlődését. A növénynevelőben végzett kísérletben a R. ficaria-nál az első hajtás hosszát, az első levél átmérőjét és a levelek számát, a C. majalis-nál a hajtás hosszát mértük, a P. bulbosa esetén a kihajtott tőhagymácskák számát és a kihajtás sebességét követtük. Egyik faj esetében sem mutatkozott statisztikailag szignifkáns különbség a füstkezelt és a kontrollcsoport között, az említett változók tekintetében. Viszont a C. majalis növények túlélését növelte a füstkezelés, a P. bulbosa esetén pedig szignifkánsan kevesebb volt a penészes fókhagymák száma a füstkezelés hatására. Vizsgálatunkban tehát sem serkentő, sem gátló hatást nem sikerült kimutatni a három faj vegetatív szaporítóképletekből történő kihajtását illetően, viszont a füst túlélést segítő hatása megmutatkozott. Ez egyben lehetőséget ad a füstkezelés egy újabb felhasználási módjára: ex situ fajvédelemben vegetatív szaporítóképletről történő szaporításnál nagyobb hatékonyság érhető el füstkezelés alkalmazásával. Ahhoz azonban, hogy az avarfüst hatását évelő növények vegetatív szaporítóképleteire ténylegesen megítélhessük, további vizsgálatokra van szükség fajok jóval szélesebb körének bevonásával, ill. a füstkezelés módjának változtatásával (pl. különböző füstvíz koncentrációk, légnemű füsttel történő direkt kezelés).
Hivatkozások
Aremu A. O., Kulkarni M. G., Bairu M. V., Finnie J. F., van Staden J. 2012: Growth stimulation effects of smoke-water and vermicompost leachate on greenhouse grown-tissue-cultured ‘Williams’ bananas. Plant Growth Regulation 66(2): 111–118. https://doi.org/10.1007/s10725-011-9634-6
Bargmann T., Maren I. E., Vandvik V. 2014: Life afer fre: smoke and ash as germination cues in ericads, herbs and graminoids of northern heathlands. Applied Vegetation Science 17(4): 670–679. https://doi.org/10.1111/avsc.12106
Brown N. A. C., van Staden J., Daws M. I., Johnson T. 2003: Patterns in the seed germination response to smoke in plants from the Cape Floristic Region, South Africa. South African Journal of Botany 69(4): 514–525. https://dx.doi.org/10.1016/S0254-6299(15)30289-1
Chiwocha S. D. S., Dixon K. W., Flematti G. R., Ghisalberti E. L., Merritt D. J., Nelson D. C., Riseborough J.-A. M., Smith S. M., Stevens J. C. 2009: Karrikins: A new family of plant growth regulators in smoke. Plant Science 177(4): 252–256. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.06.007
Flematti G. R., Dixon K. W., Smith S. M. 2015: What are karrikins and how were they ‘discovered’ by plants? BMC Biology 13(1): 1–7. https://doi.org/10.1186/s12915-015-0219-0
Flematti G. R., Ghisalberti E. L., Dixon K. W., Trengove R. D. 2004: A compound from smoke that promotes seed germination. Science 305(5686): 977. https://doi.org/10.1126/science.1099944
Flematti G. R., Ghisalberti E. L., Dixon K. W., Trengove R. D. 2009: Identifcation of alkyl substituted 2 H-furo [2, 3-c] pyran-2-ones as germination stimulants present in smoke. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57(20): 9475–9480. https://doi.org/10.1021/jf9028128
Imanishi H., Fortanier E. J. 1982: Effects of an exposure of bulbs to ethylene and smoke on flowering Duch Iris. Bulletin of the University of Osaka Prefecture Ser. B, Agriculture and biology 34: 1–5.
Keeley J. E. 1993: Smoke-induced flowering in the fre-lily Cyrtanthus ventricosus. South African Journal of Botany 59(6): 638. https://doi.org/10.1016/S0254-6299(16)30681-0
Kulkarni M. G., Ascough G. D., Van Staden J. 2007: Effects of foliar applications of smokewater and a smoke-isolated butenolide on seedling growth of okra and tomato. HortScience 42(1): 179–182.
Kulkarni M. G., Ascough G. D., van Staden J. 2008: Smoke-water and a smoke-isolated butenolide improve growth and yield of tomatoes under greenhouse conditions. HortTechnology 18(3): 449–454.
Kulkarni M. G., Ascough G. D., Verschaeve L., Baeten K., Arruda M. P., van Staden J. 2010: Effect of smoke-water and a smoke-isolated butenolide on the growth and genotoxicity of commercial onion. Scientia Horticulturae 124(4): 434–439. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.02.005
Kulkarni M. G., Light M. E., van Staden J. 2011: Plant-derived smoke: old technology with possibilities for economic applications in agriculture and horticulture. South African Journal of Botany 77(4): 972–979. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2011.08.006
Landis T. D. 2000: Where there’s smoke… there’s germination? Native Plants Journal 1(1): 25–29.
Li W., Tran L-S. P. 2015: Are karrikins involved in plant abiotic stress responses? Trends in Plant Science 20(9): 535–538. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2015.07.006
Light M. E., Burger B. V., Staerk D., Kohout L., van Staden J. 2010: Butenolides from plantderived smoke: natural plant-growth regulators with antagonistic actions on seed germination. Journal of Natural Products 73: 267–269. https://doi.org/10.1021/np900630w
Light M. E., van Staden J., Bornman C. H. 2004: Te potential of smoke in seed technology. South African Journal of Botany 70(1): 97–101. https://dx.doi.org/10.1016/S0254-6299(15)30311-2
Malabadi R. B., Meti N. T., Mulgund G. S., Nataraja K., Kumar S. V. 2012: Smoke saturated water promoted in vitro seed germination of an epiphytic orchid Oberonia ensiformis (Rees) Lindl. Research in Plant Biology 2(5): 32–40.
Malabadi R. B., Nataraja K. 2007: Smoke-saturated water influences somatic embryogenesis using vegetative shoot apices of mature trees of Pinus wallichina A. B. Jacks. Journal of Plant Science 2: 45–53.
Mojzes A., Csontos P., Kalapos T. 2015: Is the positive response of seed germination to plantderived smoke associated with plant traits? Acta Oecologica 65–66: 24–31. https://doi.org/10.1016/j.actao.2015.05.001
Mojzes A., Kalapos T. 2012: A vegetáció égésekor keletkező füst szerepe a növények regenerációjában. Tájökológiai Lapok 10(2): 247–270.
Mojzes A., Kalapos T. 2014: Plant-derived smoke stimulates germination of four herbaceous species common in temperate regions of Europe. Plant Ecology 215(4): 411–415. https://doi.org/10.1007/s11258-014-0311-5
Mojzes A., Kalapos T. 2015: Plant-derived smoke enhances germination of the invasive common milkweed (Asclepias syriaca L.). Polish Journal of Ecology 63(2): 280–285. https://doi.org/10.3161/15052249PJE2015.63.2.011
Montenegro G., Ginocchio R., Segura A., Keeley J. E., Gomez M. 2004: Fire regimes and vegetation responses in two Mediterranean-climate regions. Revista Chilena de Historia Natural 77(3): 455–464.
Papenfus H. B., Kumari A., Kulkarni M. G., Finnie J. F., van Staden J. 2014: Smoke-water enhances in vitro pollen germination and tube elongation of three species of Amaryllidaceae. South African Journal of Botany 90: 87–92. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2013.10.007
Pechony O., Shindell D. T. 2010: Driving forces of global wildfres over the past millennium and the forthcoming century. Proceedings of the National Academy of Sciences 107(45): 19167–19170. https://doi.org/10.1073/pnas.1003669107
R Core Team 2015: R : A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
Sabadin P., Gómez M., Ginocchio R., Peña I., Mujica A. M., Montenegro G. 2015: Effect of fre on herbaceous “matorral” vegetation of Central Chile. Ciencia e Investigación Agraria 42(3): 415–425. https://doi.org/10.4067/S0718-16202015000300010
Senaratana T., Dixon K., Bunn E., Touchell D. 1999: Smoke-saturated water promotes somatic embryogenesis in geranium. Plant Growth Regulation 28: 95–99. https://doi.org/10.1023/A:1006213400737
Soós V., Sebestyén E., Posta M., Kohout L., Light M. E., van Staden J., Balázs E. 2012: Molecular aspects of the antagonistic interaction of smoke-derived butenolides on the germination process of Grand Rapids lettuce (Lactuca sativa) achenes. New Phytologist 196(4): 1060–1073. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2012.04358.x
Sparg S. G., Kulkarni M. G., Light M. E., van Staden J. 2005: Improving seedling vigour of indigenous medicinal plants with smoke. Bioresource Technology 96(12): 1323–1330. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.11.015
Stirk W. A., Kulkarni M. G., van Staden J. 2016: Effect of smoke-derived extracts on Spirodela polyrhiza, an aquatic plant grown in nutrient-rich and -depleted conditions. Aquatic Botany 129: 31–34. https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2015.11.004
van Staden J., Jager A. K., Light M. E., Burger B. V. 2004: Isolation of the major germination cue from plant-derived smoke. South African Journal of Botany 70(4): 654–659. https://doi.org/10.1016/S0254-6299(15)30206-4
Wells P. V. 1969: Te relation between mode of reproduction and extent of speciation in woody genera of the California chaparral. Evolution 23(2): 264–267.
https://dx.doi.org/10.2307/2406790
Yao L, Naeth M. A., Mollard F. P. O. 2017: Ecological role of pyrolysis by-products in seed germination of grass species. Ecological Engineering 108(2017): 78–82. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.08.018
Yearsley E. M., Fowler W. M., He T. 2018: Does smoke water enhance seedling ftness of serotinous species in fre-prone southwestern Western Australia? South African Journal of Botany 115: 237–243. https://doi:10.1016/j.sajb.2017.09.012
