Regulacja kiełkowania nasion Haracleum sosnovskyi Manden za pomocą hormonów roślinnych i inhibitorów ich syntezy

Haracleum sosnovskyi w fazie owocowania
(fot. A. Mazur, sierpień 2016 r. )

Obce gatunki inwazyjne zostały wprowadzone do środowiska odmiennego od naturalnych miejsc ich występowania w sposób przypadkowy bądź celowy przez człowieka. Rośliny inwazyjne stanowią zagrożenie dla flory naturalnych skupisk, ponieważ konkurują z gatunkami rodzimymi o niszę ekologiczną oraz modyfikują w znaczny sposób działanie całego ekosystemu. Przyczyniają się do ograniczenia bioróżnorodności, zmniejszenia funkcjonalności produkcyjnej w przestrzeni rolniczej, spowolnienia czy też całkowitego zahamowania procesów sukcesji wtórnej. Dodatkowo coraz częściej są niebezpieczne dla zdrowia ludzi czy zwierząt. Koniecznym jest zatem ograniczenie występowania i rozprzestrzeniania się gatunków inwazyjnych roślin.

Barszcz Sosnowskiego, jest głównym tematem mojej pracy dyplomowej. Został on sprowadzony na teren Polski z początkiem lat 50-tych ubiegłego wieku z Kaukazu. Roślina miała spełniać zadanie typowo gospodarcze – jej zadaniem było przyniesienie dużych ilości odżywczej kiszonki jako paszy dla zwierząt. Niestety gatunek ten okazał się groźniejszy niż przypuszczano. Z łatwością przeniósł się z miejsc, gdzie przeprowadzano jego doświadczalną hodowlę, do środowisk często odwiedzanych przez ludzi. Silnie konkurował z innymi gatunkami roślin o składniki pokarmowe, wodę, światło czy przestrzeń życiowa, przy czym rodzime gatunki zaczęły przegrywać tę walkę i stopniowo zaczęły być wypierane z zajmowanego dotychczas środowiska.. Oprócz tego barszcz jest niezwykle niebezpieczny dla zdrowia ludzi i zwierząt, gdyż powoduje niezwykle silne poparzenia. Dzieje się tak na skutek obecności furanokumaryny we włoskach pokrywających liście i łodygę rośliny, która jest czynnikiem uruchamiającym reakcję uczuleniową na promienie słoneczne.
W konsekwencji - efekt fotodynamiczny prowadzi do poważnych oparzeń, nawet z martwicą skóry.

Obecnie stosuje się metody mechaniczne walki z Haracleum sosnovskyi – koszenie bądź wykopywanie części podziemnych oraz stosowanie środków chemicznych – herbicydów. Jedynym skutecznym do tej pory środkiem syntetycznym okazał się Roundap 360 SL, który niestety ma działanie nieselektywne, niszczące wszystkie rośliny. Dodatkowo barszcz ma zdolność wytwarzania ogromnych ilości nasion zachowujących zdolność kiełkowania nawet do 4 lat, wobec czego wykonanie pojedynczego oprysku nie jest wystarczające.

Znając mechanizmy rozwoju barszczu Sosnowskiego, a przede wszystkim jego zdolność do rozmnażania z udziałem nasion, słusznym wydało się zwrócenie uwagi na próbę walki
z jego inwazją na tym poziomie. Możliwość regulacji kiełkowania nasion umożliwiłaby zahamowanie procesu rozwoju już od początku istnienia rośliny. Mając na uwadze charakter działania hormonów roślinnych i inhibitorów ich syntezy na procesy kiełkowania czy spoczynku nasion wielu znanych gatunków roślin, w swojej pracy inżynierskiej postanowiłam przeprowadzić testy na nasionach Haracleum sosnovskyi. Okazało się, że zastosowanie niektórych z substancji, przy udziale odpowiednich dodatkowych warunków przynosi korzystne efekty, co daje nadzieję na opracowanie w przyszłości struktury skutecznego związku hamującego rozwój barszczu Sosnowskiego.

Wyciągając wnioski z przeprowadzonych przeze mnie analiz, stwierdzono, iż korzystnym był zabieg stratyfikacji wobec dynamiki kiełkowania nasion barszczu Sosnowskiego. Zastosowanie roztworu giberelin również przyspieszyło ten proces. Paklobutrazol stanowił czynnik nasuwający przypuszczenie niewielkiej syntezy de novo tych hormonów podczas fazy imbibicji. Kwas abscysynowy, jak w przypadku innych roślin, przyczynił się do zahamowania procesu kiełkowania nasion. Fluridon będący inhibitorem tego związku, działał w sposób odwrotny. Dodatkowo wykazano znaczną wrażliwość nasion omawianego gatunku na obniżony potencjał wodny.

Przeprowadzone badania pozwolą nie tylko na lepsze poznanie biologii nasion Haracleum sosnovskyi, ale przede wszystkim opracowanie skutecznych środków hamujących procesy kiełkowania umożliwiających zwalczanie tej rośliny inwazyjnej.

Alicja Mazur
Studentka Biotechnologii inż.