Fenotipska plastičnost ekofizioloških, morfoloških i fenoloških osobina Iris variegata L. (Iridaceae) i diferencijacija genotipova poreklom iz staništa sa različitim svetlosnim karakteristikama
Phenotypic plasticity of ecophysiological, morfological and phenological traits of Iris variegata L. (Iridaceae) and differentiation of genotypes originating from contrasting light habitats
2017
Аутори:
Živković, Uroš Z.Остала ауторства
Avramov, StevanCvetković, Dragana
Jovanović, Slobodan
Šiler, Branislav
Barišić Klisarić, Nataša
Тип документа:
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт:
Osnovni ciljevi ovog istraživanja bili su proučavanje efekata heterogenih uslova
svetlosti na veličinu i obrazac fenotipske plastičnosti morfoloških, ekofizioloških,
fenoloških osobina i njihov uticaj na reproduktivni potencijal kod genotipova Iris
variegata u kontrolisanim eksperimentalnim uslovima.
Iris variegata kao i kongenerična vrsta Iris pumila su se u dosadašnjim
istraživanjima pokazale kao pogodni model sistemi za istraživanja u oblasti evolucione
biologije biljaka. Prirodna staništa Iris variegata, mađarskog ili žutog irisa, na teritoriji
Srbije se nalaze u severnom, istočnom i južnom delu. U ovo istraživanje uključene su
biljke Iris variegata iz specijalnog rezervata prirode "Deliblatska peščara". Izabrani su
genotipovi koji su u svojim prirodnim staništima izloženi heterogenim uslovima
svetlosti: otvorena staništa u kojima su izloženi punom sunčevom zračenju, i zasenčena
staništa u okviru sprata zeljastih biljaka različitih šumskih sastojina sa smanjenim
intenzitetom i promenjenim kvalitetom svetlosti (vegetacijska senka). Delovi
genotipova su transplantirani na eksperimentalnu površinu sa jasno definisanim
intenzitetima i kvalitetima svetlosti. Eksperimentalna površina se sastojala od dva
svetlosna tretmana: jednog sa višim intenzitetom svetlosti i višim odnosom crvene i
tamnocrvene svetlosti i drugog sa nižim intenzitetom i nižim odnosom crvene i
tamnocrvene svetlosti. Eksperiment je trajao dve godine, a vrednosti morfoloških i
ekofizioloških osobina su merene tri puta tokom godine - u proleće, leto i jesen.
Osobine cvetanja i plodonošenja su praćene tokom perioda cvetanja i formiranja
plodova (maj, juni).
Varijabilnost praćenih osobina Iris variegata procenjena je analizom varijanse
ponovljenih merenja, dok su međusobni odnosi osobina procenjeni korelacionom
analizom.
Na osnovu rezultata ovog istraživanja utvrđeno je da morfološke i ekofiziološke
osobine lista Iris variegata manifestuju značajnu fenotipsku plastičnost prouzrokovanu
promenom intenziteta i kvaliteta svetlosti. Veličina i pravac fenotipske promene bili su
specifični kako za osobinu, tako i za svetlosni tretman. U uslovima višeg intenziteta i
odnosa crvene i tamnocrvene svetlosti dobijene su veće vrednosti gustine stoma.
Specifična površina lista je povećana u tretmanu niskog intenziteta i odnosa crvene i
tamnocrvene svetlosti. Koncentracije fotosintetičkih pigmenata listova su takođe
povećane u delu svetlosnog gradijenta sa nižim intenzitetom i odnosom crvene i
tamnocrvene svetlosti.
Fenotip Iris variegata se značajno menjao kako tokom vegetacionih sezona tako
i tokom dve eksperimentalne godine, a veličina i pravac tih promena su bili specifični za
pojedinačne osobine. Značajno različiti obrasci variranja između dve eksperimentalne
godine su potvrđeni za sve morfološke i ekofiziološke osobine osim za koncentraciju
karotenoida.
Promena intenziteta i kvaliteta svetlosti tokom eksperimenta nije značajno
uticala na osobine cvetanja i reproduktivni potencijal biljaka Iris variegata. Kod gotovo
svih osobina cvetanja i plodonošenja u ovom eksperimentu nije dobijena značajna
fenotipska plastičnost, genetička varijabilnost i genetička varijabilost fenotipske
plastičnosti. Osobine cvetanja su značajno varirale između eksperimentalnih godina,
dok su osobine plodonošenja imale relativno slične vrednosti u dve godine trajanja
eksperimenta.
Statistički značajne razlike između genotipova utvrđene su za manji broj
osobina cvetanja i plodonošenja. Genotipovi Iris variegata različitog porekla su se
značajno razlikovali u srednjim vrednostima broja cvetova i masi semena, dok su se
genotipovi sa istog prirodnog staništa značajno razlikovali u prosečnom trajanju
vremena cvetanja.
Koeficijenti heritabilnosti osobina Iris variegata su imale relativno niske
vrednosti i bili su specifični za osobinu i svetlosni tretman, vegetacionu sezonu i godinu
izvođenja eksperimenta. Heritabilnosti osobina cvetanja i plodonošenja su uglavnom
imale veće vrednosti u poređenju sa morfološkim i ekofiziološkim osobinama vrste Iris
variegata. Gustina stoma je imala najveće vrednosti heritabilnosti među morfološkim i
fiziološkim osobinama.
Korelacije između ekofizioloških osobina su gotovo u svim slučajevima bile
značajne i pozitivne. Uprkos razlikama u svetlosnom okruženju i poreklu biljaka,
korelacioni odnosi između osobina cvetanja i plodonošenja su se pokazali stabilnim u
obe godine izvođenja eksperimenta. Mantelovim testom nisu potvrđene značajne razlike
korelacionih matrica između eksperimentalnih godina, tretmana, kao i vegetacionih
sezona.
Poređenjem dobijenih rezultata za Iris variegata i rezultata prethodnih
eksperimenata na kongeneričnoj vrsti Iris pumila utvrđeno je da postoje slični obrasci
variranja morfoloških i ekofizioloških osobina, ali i značajno različiti obrasci cvetanja i
plodonošenja.
Eksperiment je izveden na velikom broju genotipova Iris variegata i upućuje na
potrebu uključivanja većeg broja faktora u ekološko-evoluciona istraživanja. Značajni
efekti godine u kojoj su vršeni ovi eksperimenti, kao i značajne razlike vrednosti
osobina između proleća, leta i jeseni, jasno pokazuju da je u istraživanjima evoluciono
značajnih odgovora neophodno pratiti, pored prostorne, i vremensku heterogenost
sredine. Značajno različiti odgovori određenih tipova osobina na promenu istog
sredinskog faktora (svetlost), kod Iris variegata i srodne Iris pumila ukazuju na značaj
komparativnog pristupa i neophodnost praćenja različitih tipova osobina u budućim
eksperimentima.
Кључне речи:
Heterogeni uslovi svetlosti; Fenotipska plastičnost; Iris variegata; Varijabilnost vegetativnih i reproduktivnih osobina; Analiza varijanse ponovljenih merenja; Korelacije.Извор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2017, 1-209Финансирање / пројекти:
- Еволуција у хетерогеним срединама: механизми адаптација, биомониторинг и конзервација биодиверзитета (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173025)
URI
http://uvidok.rcub.bg.ac.rs/handle/123456789/1794https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2736