Μελέτη της φυσιολογικής ενηλικίωσης κονδύλων πατάτας Solanum tuberosum L., παραγόμενους in vivo

Abstract

Τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία είχαν σκοπό να μελετηθεί η επίδραση και ο μηχανισμός δράσης χημικών ουσιών στη φυσιολογική ηλικία των κονδύλων πατάτας παραγόμενων από βοτανικό σπόρο. Μελετήθηκε η επίδραση στη διάρκεια του λήθαργου καθώς και σε κύρια ποιοτικά χαρακτηριστικά των κονδύλων, όπως η συγκέντρωση των υδατανθράκων(φρουκτόζη, γλυκόζη, σακχαρόζη, μαλτόζη) κι έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τον μεταβολισμό των υδατανθράκων (GDHG και UGPαση), η αναπνευστική δραστηριότητα τωνκονδύλων, η μεταβολή του νωπού και του ειδικού βάρους των κονδύλων και η περιεκτικότητα σεξηρά ουσία τόσο των κονδύλων όσο και των φύτρων.Το αμπσισικό οξύ (ΑΒΑ) εφαρμόστηκε τόσο προσυλλεκτικά σε φυτά πατάτας όσο και μετασυλλεκτικά σε συγκομισμένους κονδύλους. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το συμπέρασμα που εξάγεται είναι ότι η εξωγενής προσυλλεκτική εφαρμογή με ΑΒΑ έχει μικρή επίδραση στην κονδυλοποίηση των φυτών και στη φυσιολογική ηλικία των κονδύλων, ανάλογα με τον χρόνο εφαρμογής του στην πορεία ανάπτυξης των φυτών και τον χρόνο συγκομιδής των κονδύλων. Η εφαρμογή του στα πρώτα στάδια ανάπτυξης των φυτών επιδρά αρνητικά μειώνοντας τον αριθμό και το βάρος των παραγόμενων κονδύλων, ωστόσο στα τελευταία στάδια ανάπτυξης των φυτών αυξάνεται ο σχηματισμός νέων κονδύλων ενώ παρατηρείται μείωση του συνολικού τους βάρους. Η μικρή αυτή παρεμποδιστική δράση στην ανάπτυξη και τη φυτρωτικότητα των κονδύλων της εξωγενούς εφαρμογής ΑΒΑ υποδηλώνει ότι μεταβολίζεται γρήγορα από τα φυτά. Παρόμοια, η μετασυλλεκτική εφαρμογή ΑΒΑ στους κονδύλους επιδρά στη φυτρωτικότητά τους, μειώνοντας την ταχύτητα έκπτυξης των οφθαλμών και τον αριθμό των φυτρωμένων οφθαλμών ανά κόνδυλο όταν η εφαρμογή πραγματοποιείται ύστερα από αφαίρεση επιφανειακού τμήματος του κονδύλου στην περιοχή πρόσφυσης του στόλωνα και εμβάπτιση της τραυματισμένης περιοχής στο διάλυμα σε σχέση με την εμβάπτιση ολόκληρων των κονδύλων στο διάλυμα. Η εμβάπτιση των κονδύλων για 24h είναι αρκετή για να φανεί αυτή η επίδραση του ΑΒΑ, η οποία παρατηρείται κυρίως τις πρώτες 20 ημέρες από το φύτρωμα των κονδύλων, ενώ έπειτα εξαρτάται από τις ημέρες παραμονής των κονδύλων στο διάλυμα. Όσο οι κόνδυλοι παραμένουν στο διάλυμα του ΑΒΑ παρατηρείται καθυστέρηση στην έκπτυξη των οφθαλμών, αλλά μετά από την έξοδό τους, η επίδραση αυτή εξαφανίζεται. Στη συνέχεια των πειραμάτων, η μετασυλλεκτική επικάλυψη των κονδύλων με παραφίνη έδειξε ότι μπορεί αποτελεσματικά να επιμηκύνει τη διάρκεια του λήθαργου σε θερμοκρασίες αποθήκευσης άνω των 7°C, ενώ η θερμοκρασία αποθήκευσης 20°C έδωσε ασαφή αποτελέσματα.Επίσης, στους 7°C, η συσσώρευση των μεταγραφημάτων της GDHG και της UGPase παρουσίασε μείωση ενώ στους 2°C παρουσίασε αύξηση και δεδομένου ότι τα ένζυμα αυτά κατέχουν κομβικό ρόλο στον μεταβολισμό των σακχάρων τα αποτελέσματα πιθανά αποδίδονται στις φυσιολογικές διεργασίες που προηγούνται της ορατής έκπτυξης των οφθαλμών της πατάτας. Σε αντίθεση, η επικάλυψη με το εμπορικό σκεύασμα Teycer Wax DC GL-P S (Shellac και polyethylene) δεν ήταν αποτελεσματική στον έλεγχο της διάρκειας του λήθαργου σε καμία από τις επακόλουθες θερμοκρασίες αποθήκευσης (5, 15 και 20°C), αφού δεν ανέστειλε τη βλάστηση των κονδύλων, ενώ παρουσίασε υψηλές απώλειες κονδύλων λόγω σήψης.Η μετασυλλεκτική εφαρμογή χλωροφορμίου (CHCl3) και καρβόνης ήταν αποτελεσματική για την επιμήκυνση της διάρκειας του λήθαργου των οφθαλμών των κονδύλων μόνο όταν η εφαρμογή τους ήταν συνεχής, ενώ η δράση τους ήταν αναστρέψιμη με τη διακοπή της εφαρμογής τους. Αν και προκάλεσαν αύξηση της απώλειας νωπού βάρους και της αναπνοής στους κονδύλους, μετά από μεγάλης διάρκειας συντήρηση δεν παρατηρήθηκαν αρνητικές επιπτώσεις σε ποιοτικά χαρακτηριστικά των κονδύλων (συγκέντρωση γλυκόζης, φρουκτόζης, σακχαρόζης και ξηράς ουσίας).Επιπρόσθετα, το CHCl3 προκάλεσε μειωμένη συσσώρευση των μεταγραφημάτων που κωδικοποιούντα σημαντικά για τον μεταβολισμό των σακχάρων ένζυμα GDHG και UGPase.Παρόμοια, η μετασυλλεκτική εφαρμογή του χλωροπροφάμ (CIPC) καθυστέρησε αποτελεσματικά τη βλάστηση των οφθαλμών των κονδύλων και συγχρόνως βελτίωσε σημαντικά κάποια κύρια ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως την ξηρά ουσία και μείωσε την απώλεια του νωπού βάρους των κονδύλων που αποθηκεύτηκαν στους 10°C και στους 20°C. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα του χλωροπροφάμ ήταν μεγαλύτερη στους 10°C θερμοκρασία αποθήκευσης.Επίσης, η εφαρμογή CIPC πιθανά προκάλεσε παρεμπόδιση της έκφρασης των γονιδίων που κωδικοποιούν τα ένζυμα UGPase και GLDHG που εμπλέκονται στον μεταβολισμό των σακχάρων και η καταστολή αυτή του μεταβολισμού των διαλυτών σακχάρων, θα μπορούσε να συμβάλει στην καθυστέρηση της βλάστησης των κονδύλων με εφαρμογή CIPC.Αντίθετη δράση είχε ο διθειάνθρακας (CS2), αφού η εφαρμογή του επιτάχυνε αποτελεσματικά την έναρξη ομοιόμορφου φυτρώματος των κονδύλων, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για τη χρήση του σε εμπορική κλίμακα. Η διακοπή του λήθαργου κονδύλων με CS2 σχετίζονταν με αλλαγές στον μεταβολισμό των κονδύλων (ρυθμός αναπνοής, εκπομπή αιθυλενίου,συγκέντρωση σακχάρων), ιδιαίτερα κατά τις πρώτες ημέρες μετά την εφαρμογή, που ίσως ήταν μια αντίδραση της έκθεσης των κονδύλων σε συνθήκες καταπόνησης.Τέλος, η συνδυαστική χρήση των ουσιών aminoethoxyvinylglycine hydrochloride (AVGReTain) με Teycer Wax, Teycer Wax με Παραφίνη, Teycer Wax με Καρβόνη καθώς και Teycer Wax με Καρβόνη δεν ενδείκνυται για το έλεγχο του λήθαργου των κονδύλων πατάτας, διότι η αποτελεσματικότητα τους δεν ήταν σαφής και προκάλεσε αξιοσημείωτα ποσοστά απώλειας κονδύλων λόγω σήψης.Συμπερασματικά, η εφαρμογή χημικών ουσιών για τον έλεγχο της διάρκειας του λήθαργου των κονδύλων πατάτας επιδρά στη φυσιολογική ηλικία των κονδύλων, άλλοτε θετικά κι άλλοτε αρνητικά στα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους.