Konsekwencje warunków przechowywania nasion wybranych gatunków leśnych drzew i krzewów dla rozwoju siewek

     Nasiona wszystkich gatunków tracą żywotność podczas długoterminowego
przechowywania w kontrolowanych warunkach. Celem tej pracy doktorskiej było rozpoznanie
mechanizmów wpływających na zdolność kiełkowania i wschodzenia przechowywanych
nasion oraz na wzrost uzyskanych z nich siewek. Do badań wykorzystałem nasiona siedmiu
biocenotycznie cennych gatunków drzew leśnych: Malus sylvestris (L.), Pyrus communis (L.),
Sorbus aucuparia (L.), Prunus avium (L.), Prunus padus (L.), Cornus sanguinea (L.) oraz
Pterocarya fraxinifolia Poir. (Spach.). Po zbiorze nasiona w okrywach owocni podsuszono na
stołach laboratoryjnych do wilgotności kontrolnej (ok. 11%), a dalej nad żelem
krzemionkowym do wilgotności ok. 8 oraz 5%. W przypadku P. fraxinifolia nasiona
doprowadzono do wilgotności w przedziale 2,8 – 29,6%. Szczelnie zamknięte nasiona
umieszczono w temperaturze -3°, -18° lub -196°C (ciekły azot; LN), na okres do 3 lat. Po
przechowaniu nasiona poddano właściwej dla gatunku stratyfikacji, po czym określono ich
zdolność kiełkowania oraz wschodzenia. W kiełkujących nasionach oraz 3-miesięcznych
siewkach analizowano poziom stresu oksydacyjnego. W tym celu wykonano pomiar poziomu
nadtlenku wodoru (H2O2), produktów peroksydacji lipidów oraz kwasu askorbinowego.
Dodatkowo u jednorocznych siewek mierzono, wysokość, średnicę szyi korzeniowej,
zawartość azotu w korzeniach oraz powierzchnię całkowitą korzeni drobnych.

     W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że nasiona M. sylvestris podsuszone
do wilgotności 4,9%, charakteryzowały się obniżoną zdolnością kiełkowania i wschodzenia.
Nasiona P. avium przechowywane w temperaturze -18°C lub -196°C wschodziły na istotnie
niższym poziomie w stosunku do nasion przechowywanych w temperaturze -3°C, niezależnie
od wilgotności nasion oraz czasu przechowywania. Wykazano że korzystnymi warunkami dla
przechowywania nasion S. aucuparia do 3 lat, jest wilgotność poniżej 11,1% oraz temperatura
-3°C. Nasiona P. padus oraz C. sanguinea wyróżniały się zbliżoną zdolnością kiełkowania
i wschodzenia niezależnie od zastosowanych warunków przechowywania do 3 lat. Po raz
pierwszy wykazano w pracy możliwość kriogenicznego przechowywania nasion C. sanguinea,
S. aucuparia (w bezpiecznym przedziale wilgotności 5,5-11,1%) oraz P. fraxinifolia
(w przedziale 2,9-18,6%). Warunki przechowywania nasion nie wpłynęły istotnie na wysokość
i średnicę szyi korzeniowej jednorocznych siewek badanych gatunków. Analizy biochemiczne
wykonane na kiełkujących nasionach oraz 3-miesięcznych siewekach wykazały, iż spadek
poziomu kwasu askorbinowego w nasionach M. sylvestris o wilgotności 4,9%
przechowywanych w LN wpłynął negatywnie na poziom wschodów. Z kolei niższe
kiełkowanie i wschody nasion P. avium, bez względu na warunki przechowywania, były
skorelowane z wyższym poziomem H2O2 oraz utlenioną formą kwasu askorbinowego. Nasiona
P. padus charakteryzował wyrównany poziom utlenionych oraz zredukowanych form kwasu
askorbinowego, niezależnie od warunków przechowywania. Prawdopodobnie dlatego
uzyskane z nich siewki P. padus tolerowały stosunkowo wysoki poziom H2O2 oraz produktów
peroksydacji lipidów. Zaobserwowano niewielki, lecz statystycznie istotny wpływ, wilgotności
nasion na zawartość azotu w korzeniach oraz powierzchnię całkowitą korzeni drobnych
otrzymanych z nich jednorocznych siewek. Siewki uzyskane z nasion P. avium o wilgotności
11,2%, odznaczały się większą powierzchnią korzeni drobnych, a niższą zawartością azotu.
Odwrotną zależność zaobserwowano dla siewek uzyskanych z nasion P. padus.

     Mimo przynależności wszystkich badanych gatunków do tej samej kategorii nasion
(orthodox), w pracy wykazano dyskretne różnice w odpowiedzi na warunki przechowywania
nasion i siewek zarówno na poziomie biologicznym jak i biochemicznym. Silne podsuszenie
nasion, szczególnie w połączeniu z bardzo niską temperaturą LN, nie zawsze były korzystne
dla żywotności przechowywanych nasion (M. sylvestris, P. communis, P. avium). Mimo to,
zastosowane warunki przechowywania nasion badanych gatunków do 3 lat, w szerokim
zakresie temperatur, nie wpłynęły znacząco na jakość uzyskanych z nich siewek.