A nyári viola titka: a szignáleffektus


A nyári viola titka: a szignáleffektus
Olvasási idő: 5 perc

Számtalan esetben rácsodálkozhatunk a természet, így a növényvilág jelenségeire.

Ezek közül mindig az átlagostól, a megszokottól eltérők azok, melyek szinte biztosan megragadják a figyelmünket és beindítják a fantáziánkat. Ez a változatosság a mozgatórugója, már több évszázada, a nemesítők munkájának is. Mely jól bizonyítja, hogy nem mindig van szükség zárt, modern laboratóriumokra ahhoz, hogy valami újat, egyedit vagy éppen meghökkentőt hozzunk létre. Megyeri Szabolcs szerint a nemesítés mindig céllal történik, melynek irányát a növény felhasználási módja határozza meg. De a fő célok között szerepelhet a kedvezőtlen környezeti tényezőkkel szemben való nagyobb ellenálló képesség, a kórokozókkal és kártevőkkel szembeni tolerancia emelése vagy az alapfajhoz viszonyított pozitív minőségbeli változás (virágméret, termésmennyiség, termésbiztonság) elérése. Mostani cikkünkben egy, a dísznövény nemesítésben meghatározó mutáció és virágrendelleneség, a kettős vagy telt virág kap központi szerepet. Ez a nyári viola (Matthiola incana (L.) R.Br.) és a hozzá köthető, a növényvilágban ritkán megfigyelhető szignáleffektus.

A telt virágok kialakulása és szerepe

A telt virágú nemesített fajták, legyen szó akár évelőkről, akár cserjékről (pl.: rózsa, szegfű, kamélia, gyönyvirágcserje) vagy éppen egynyári növényekről (nyári viola, bársonyvirág) közös sajátja, hogy népszerűségük töretlen a kertszeretők körében. Ennek oka lehet például az egyedi, alapfajtól eltérő forma, melyet a telt vagy tömvetelt virágok megjelenése mutat, így egy meghatározó jelleg a dísznövény nemesítésben. A kettős virágok esetében a nemesítés alapját kezdetben a természetes populációk, tehát a vadfajok és azok változatainak mutációi adták, melyeket szelekciós úton tartottak fenn. Az újabb nemesítési eljárásoknak köszönhetően pedig már a meglévő fajták kombinációiként újabb és újabb fajták látnak napvilágot.

szimpla virágú vadrózsa a nemesítési eredményeknek köszönhető történelmi, tömvetelt rózsafajta

A szimpla virágú vadrózsa (Rosa canina L.) alapfaj (baloldali), és a nemesítési eredményeknek köszönhető történelmi, tömvetelt rózsafajta (jobboldali).

A teltvirág-forma evolúciós szempontból a növény számára előnnyel nem jár. Sőt a szaporodását, magképződését akadályozza, a többlet szirmok ugyanis a generatív szervekből fejlődnek, így az esetek többségében a teltvirágú egyedek sterilek, nem képesek magot érlelni. A plusz szirmok miatt a legtöbb esetben a generatív szervek (porzó, termő, portok) meg sem figyelhetőek a telt virágok többségén. Ebből következik az is, hogy csupán díszként alkalmazhatók a kertben, ugyanis a viráglátogató rovarok számára nem jelentenek táplálékforrást.

Hogyan szaporíthatók a teltvirágú, egynyári növények?

Az egynyári növények esetében, a legkézenfekvőbb és leghatékonyabb szaporítási módszer a magvetés, mely során nagy növénytömeg állítható elő. Az ivaros szaporítás során az utódnemzedék sosem lesz genetikailag ugyanolyan, mint az apa, vagy az anya, hanem mindkét szülői génkészletből örökített tulajdonságokkal gazdagodik. Ez a genetikai változatosság alapja, mely a növény szempontjából fontos, ráadásul ez minden klasszikus nemesítési módszer (például keresztezéses nemesítés) alapja is.

A teltvirágú nyári viola széles körben alkalmazott faj a dísznövények között.
A teltvirágú nyári viola széles körben alkalmazott faj a dísznövények között.

A teltvirágú fajták esetében a szülő növények egyszerű, tehát szimpla virágúak, melyek utódai között találunk egyszerű és teltvirágú egyedeket is. A nyári viola (Matthiola incana) esetében számos fajta és fajtasorozat ismert, így a például, a teljesség igénye nélkül, a Cinderella, a Novel, a Pacific, a Lavander vagy az Avalanche fajták. A nyári viola különlegességét az adja, hogy a teltvirágú nyári viola állományban, mindig jelennek meg szimpla virágú egyedek is. Ezek azok, melyek életképes vetőmagot érlelnek, így válnak szaporíthatóvá a teltvirágú fajták. Azonban mivel egy kertészeti vagy mezőgazdasági fajta esetében fontos az utódok egyöntetűsége, a nem fajtaazonos virágszín, forma vagy betegségellenállóság nem kedvező tulajdonság. Ezért már néhány leveles állapotban különbséget kell tenni a teltvirágú, eladásra alkalmas és a szimplavirágú, magfogásra alkalmas növények között. Erre a példaként említett növény esetében az úgynevezett szignáleffektust figyelték meg és alkalmazzák a gyakorlatban.

A szimplavirágú (bal oldal) Szignáleffektus - a telt virágú (jobb oldal) nyári viola

A szimplavirágú (bal oldal) és a telt virágú (jobb oldal) nyári viola változatok.

A szignáleffektus a gyakorlatban

A szignáleffektus nem olyan általános tulajdonság a növényvilágban, mint a fotoszintézis, vagy a tápanyagok felvétele; csak bizonyos taxonokra jellemző egészen ritka jelenség, mely színváltozással jár. Megyeri Szabolcs kertészmérnöktől megtudtuk, hogy a figyelmes kertészek észrevették, hogyha a teltvirágú nyári viola állományban véletlenszerűen létrejött szimpla virágú egyedekből fogott vetőmagot kicsíráztatják, akkor már csíranövény korban megállapítható, hogy melyik növény lesz később (2-3 hónap múlva) szimpla- és melyik teltvirágú.

A szignáleffektus sikeres gyakorlati alkalmazásához meg kell kezdeni a nyári viola magok csíráztatását. A csírázáshoz mindig magasabb hőmérsékletre van szükség, mint a növény hőoptimuma, ez a nyári viola esetében 18-20 °C. A sziklevelek megjelenése után, de még az első lomblevelek megjelenése előtt, a csíranövényeket 3-4 °C hőmérsékletre hűtik és a kis magoncokat 2-3 napig ezen a hőmérsékleten tartják. Ezt követően növénynevelő házba kerülnek, ahol 18-20°C-os hőmérsékleten fejlődnek tovább. A 2-3 napos hűtés során a növények színe megváltozik: egy részük sárgászölddé válik, a másik részük pedig sötétzölddé, az árnyalatok közötti különbség szabad szemmel is jól látható.

Ekkor válik megállapíthatóvá, hogy melyik növény egyszerű és melyik teltvirágú. Ugyanis a sárgászöld egyedek lesznek később a telt-, a sötétzöld növénykék pedig a szimplavirágú egyedek. A halványzöld magoncok általában magasabbak, erősebbek, szikleveleik kerekdedek, míg a sötétzöld magoncoknál gyakran sziklevél-deformáció figyelhető meg, a magoncok pedig alacsonyak és kevésbé erősek. A dísznövénytermesztők ilyenkor a sötétzöldeket egyszerűen eltávolítják az állományból és csak a teltvirágot ígérő növényeket hagyják meg.

A szignáleffektus genetikai háttere és jelentősége

Bár evolúciós szempontból, ahogy azt már korábban említettük, a teltvirágúság egy előnytelen tulajdonság, mivel továbbszaporodásra képtelenné válik a növény, kertészeti szempontól mégis ez a jelentős. A recesszív homozigóták aránya a nemesítési évek során egyre magasabb lett. Az új fajtáknál a teltvirágú egyedek aránya már 60-80% is lehet, melyeket különböző élettani és szelekciós módszerekkel állítanak elő. Ez a heterozigóta egyedek magasabb mortalitását eredményezi a homozigóta egyedekhez képest.

Mi az oka a jelenségnek, amely ennyire megkönnyíti a nemesítés és a termesztés körülményeit? A válasz a marker géneknél keresendő. A marker gének egyfajta jelgének: jeleznek egy tulajdonságot, amely egy másikra is utal, ezek a tulajdonságok pedig kapcsoltak a növényben. Már 1937-ben Hans Kappert és munkatársai a Zeitschrift für Induktive Abstammungs- und Vererbungslehre folyóiratban a Die Genetik der immerspaltenden Levkojen (Matthiola incana) című publikációjukban leírtak alapján felfedezték a kapcsolatot a sziklevelek színe és a virág minősége között. Ma már tudjuk, hogy az ezt szabályozó gén recesszív homozigóta egyedei halványzöld szikleveleket produkálnak.

A kettős virágtulajdonságot egyetlen lókusz örökli, ami a levélszínhez kapcsolódik.

Ez hasonló Gregor Mendel kísérleteihez, amely során a borsók színe és felülete között talált kapcsolatot az öröklésmenetben. Genetikusok továbbá azt is megfigyelték, hogy a duplavirágú fajták esetében aneuploidia (abnormális számú kromoszóma jelenlétét egy sejtben) volt jellemző a szomatikus (testi, vegetatív sejtek és szövetek) sejtekre. Jelen esetben ez 2n+1=15. Az aneuploidia egyfajta mutáció, amely összefüggésben állhat a meiózis (számfelező sejtosztódás) során fellépő rendellenes működéssel. A leírtak további támpontokat is adtak a jövőre nézve a nyári viola esetében, így például már Ron Ecker és kutatócsoportja (1993) az Euphytica nevű folyóiratban közölt Linkage relationships of genes for leaf morphology and double flowering in Matthiola incana című cikkükben leírtak alapján a lomblevelek hullámossága és a telt virág létrejötte között fedeztek fel párhuzamot.

Szignáleffektus - A teltvirágú, sárgászöld nyári viola magonc (A), a sötétzöld, szimpla virágú magonc (B), a szív alakú sziklevelű magonc (C), és a csésze alakú sziklevelű magonc (D) (Forrás: S. Irani – M. Arab, 2017)
A teltvirágú, sárgászöld nyári viola magonc (A), a sötétzöld, szimpla virágú magonc (B), a szív alakú sziklevelű magonc (C), és a csésze alakú sziklevelű magonc (D) (Forrás: S. Irani – M. Arab, 2017)

A sziklevelek formája is fontos!

Dokumentálták ugyanis, hogy a telt- és egyszerű virágú egyedek szétválasztásához nem szükséges feltétlenül lehűteni az állományt. Elég csupán a szikleveleik formáját megvizsgálni. A nyári viola ugyanis létrehozhat szív alakú, csésze alakú és a súlyzóhoz hasonló alakú szikleveleket. Az eddigi vizsgálatok azt mutatják, hogy szív- és csésze alakú sziklevéllel rendelkező egyedek között magasabb lett a teltvirágúság aránya. Míg a súlyzó alakú levelek esetében szinte mindig szimpla virágú egyedek jöttek létre.
 
Annyi bizonyos, hogy az ezertitkú Matthiola incana-val folytatott vizsgálatok a jövőben lehetővé teszik más állományok fiatal egyedeinek vizsgálatát és a köztük való differenciálás lehetőségét, már a növények igen fiatal korában.



Previous A modern technológia hatása az online marketingre
Next Adventi kvíz – Hogyan és miért így készülünk a karácsonyra?

No Comment

Leave a reply

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük