6. EREDMÉNYEK és KÖVETKEZTETÉSEK
6.1 A gumóról indított tenyészedényes kísérletek eredményei
6.1.8 Nitrát reduktáz enzim aktivitás
A lomb nitrát reduktáz enzim aktivitását a 2014-es kísérlet alatt, a gumóról indított növényeken mértük három alkalommal, az eredményeket a 23. ábra mutatja be.
A különböző N kezelések nitrát reduktáz enzim aktivitásra gyakorolt hatását már az első méréskor, a 2. kezelési napon megfigyeltük, sőt: itt a legnagyobbak a különbségek és NR értékek. A Chipke fajtánál az N7,50 kezelés adata a legmagasabb enzim aktivitást, statisztikailag igazoltan magasabbat a másik két N-kezeléshez képest.
A többi vizsgált genotípusnál más tendenciát figyeltünk meg: az N3,00 kezelésben mértük a legnagyobb enzim aktivitást, a legkisebbet pedig az N7,50-ben. Ez az érték mind a négy genotípusnál szignifikánsan alacsonyabb volt a N3,00 és N0,75 kezelésben mérthez viszonyítva.
66
4,56 0
10 20 30 40 50
WL S440 Katica Hópehely Chipke LSD
µmol nitrit / 1 g friss tömeg / h
a, Nitrát reduktáz enzim aktivitás a 2. kezelési napon
N7,50 N3,00 N0,75
1,02 0
10 20 30 40 50
WL S440 Katica Hópehely Chipke LSD
µmol nitrit / 1 g friss tömeg / h
b, Nitrát reduktáz enzim aktivitás a 15. kezelési napon
N7,50 N3,00 N0,75
0,60 0
10 20 30 40 50
WL S440 Katica Hópehely Chipke LSD
µmol nitrit / 1 g friss tömeg / h
c, Nitrát reduktáz enzim aktivitás a 22. kezelési napon
N7,50 N3,00 N0,75 ab cde cd a ef bc bc ef def ab f ef g f f
ab f cd h j i f g bc e a ab de f g
a e a k j h g de i l f e bc ab cd
23. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok nitrát reduktáz enzim aktivitása a 2. (a), a 15. (b) és 22. (c) nitrogén kezelési napot követően (2014) LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=6
N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések
(Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség)
67
A közepes N ellátás melletti (alacsonyabb és magasabbhoz képest) nagyobb nitrát reduktáz enzim aktivitást más növényeknél is megfigyelték, úgymint Esen és Ürek (2014) egy cianobaktériumot, a spirulina algát (Spirulina platensis) vizsgálva. Az algákat különböző nitrát koncentrációjú (10, 30, 60, 100 és 180 mM) tápoldatokban nevelték és 18 napon keresztül figyelték a nitrát asszimiláció kulcsenzimeit, köztük a nitrát reduktáz aktivitását. A legalacsonyabb enzim aktivitást, közel azonos értéket a 10 és 180 mM nitrát koncentrációjú közegben nevelt algákon mérték, vagyis a legalacsonyabb és legmagasabb N ellátottságú növényeken. A 100 mM-os tápoldaton növekedett algák nitrát reduktáz enzim aktivitása volt a legnagyobb a kísérlet folyamán végig, az enzimaktivitás maximumán értéke a többi mért adat majdnem duplája volt.
Sánchez és mtsai. (2004) veteménybabon (Phaseolus vulgaris) vizsgálták az enzim aktivitás változását különböző ammónium-nitrát ellátási szinteken (6 mM, 12 mM, 18 mM és 24 mM N). A legmagasabb nitrát reduktáz enzim aktivitást a 18 mM-os N ellátás mellett mérték.
Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a 15. és 22. kezelési napon mért értékek alacsonyabbak a 2. napon mérthez képest. A 15. kezelési napon a White Lady, S440 és Katica genotípusoknál mindhárom N kezelés eredménye statisztikailag igazolhatóan különbözik és továbbra is az N3,00 kezelés adta a legnagyobb enzim aktivitást. A másik két fajtánál az előzőhöz képest megváltozott a tendencia. A Hópehelynél a N7,50; a Chipkénél a N0,75 kezelés adta a szignifikánsan legmagasabb nitrát reduktáz enzim aktivitást.
A 22. kezelési napon a White Lady fajtánál változatlanul a N3,00 kezelés adta statisztikailag igazolhatóan a legmagasabb enzim aktivitást. Az S440 és Hópehely esetén az értékek követték a N ellátás szintjét, vagyis az N7,50 kezelésben mértük a legmagasabb értéket, amit csökkenő sorrendben az N3,00 és N0,75 eredményei követtek, mindegyik érték szignifikánsan különböző. A Katica és Chipke fajtáknál az N3,00 kezelés mutatta a legalacsonyabb nitrát reduktáz aktivitást (amit Katicánál csak az LSD teszt igazolt).
68 6.1.9 Indexek
Harvest Index
A termesztett növények közül a burgonya harvest indexe a legnagyobb (Mazurczyk et al., 2009). Tenyészedényes kísérletünk lehetővé tette, hogy a harvest index (HI) értéket két módszer szerint is vizsgáljuk: a burgonyánál általában használt képlet alapján (HI1), valamint saját gyökér tömeg mérési eredményeinket felhasználva (HI2). A harvest index értékeit a 24. ábra mutatja be.
Az általunk vizsgált genotípusok HI1 értéke (24. ábra / a) a 2013. évi kísérletben 36,06 és 77,73; a 2014. évi kísérletben 47,36 és 82,92 közé esett, amely megfelel az irodalomban, más genotípusok esetében leírt értékeknek (Mobini et al., 2009; Sun et al., 2012; Hu et al., 2014). A 2013. és 2014. évi kísérletekben is minden genotípus N0,75 kezelésében magasabb HI1 értékeket kaptunk, mint az N7,50 kezelésben. Azok a növények, amelyek kevesebb nitrogént kaptak, az összes általuk megtermelt szárazanyag nagyobb részét fordították gumónevelésre, vagyis a csökkenő nitrogén adagok hatására nőtt a HI1 érték, amely összhangban van más kutatók eredményeivel (Vos, 1997; Belanger et al., 2001b). E szerint a számítási mód szerint Duncan teszt alapján a kezeléshatás csak a 2013-as kísérletben a Katica; 2014-es kísérletben az S400 N7,50 és N0,75 kezelései között bizonyult statisztikailag igazoltnak. Az LSD teszt szerint a 2013-as kísérletben az S440 és Hópehely, a 2014-es kísérletben a Katica és a Hópehely N7,50 és N3,00 kezelés közti különbség is szignifikáns.
Kísérletünkben mértük a gyökértömeget, így lehetőség nyílt a becsült érték helyett a valós, mért adatokkal számolni (24. ábra / b). A HI2 érték 2013-ban 24,95 és 58,83; 2014-ben 40,20 és 70,48 közé esett, vagyis a számított érték kisebb a becsültnél.
A valós, mért adatokból kapott harvest indexben sokkal jobban megmutatkozik a genotípusok közti különbség, mint a szokásos képlet alapján számítottban. A HI1-ben tapasztalthoz hasonlóan az N0,75 HI2 értéke volt a legmagasabb a 2013-ban White Lady és a Chipke, 2014-ben az S400 és a White Lady fajtáknál.
69
24. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok harvest indexe a 2013. és 2014. évi kísérletben, HI1 = gumó száraz t. / (gumó száraz t. + 1,25 * lomb száraz t.),
HI2 = gumó száraz t. / (gumó száraz t. + lomb száraz t. + gyökér száraz t.) LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések
(Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség) 8,30
70
Duncan teszt alapján nincs igazolt kezeléshatás a HI2-ben (kivéve 2014.
Hópehely N3,00 és N0,75; S440 N7,50 és N0,75). Az LSD szerint 2013. évi kísérletben igazoltan különbözik a White Lady N3,00 és N0,75, a Hópehely N7,50 és N3,00 és Chipke N0,75 kezelésben mért érték magasabb a másik kezelésben mértnél. A 2014-es kísérletben a Hópehely N7,50 kezelés szignifikánsan alacsonyabb a másik kettő kezelésnél.
Nitrogén hasznosítási indexek
A N felvétel hatékonyságát az egész növény által felvett összes N mennyisége és az elérhető összes N hányadosaként számítható ki. A 2013. évi kísérletben a NUpE index értékei magasabbak, mint a 2014-ben, ami arra utal, hogy a tenyészidőszak hosszával emelkedik NUpE index értéke, vagyis a N felvétel hatékonysága. Az N3,00 és N0,75 kezelések értékei magasabbak voltak az N7,50 értékénél, vagyis az alacsonyabb nitrogén szolgáltató környezetben a N felvétel jobb hatásfokú.
25. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok NUpE indexe a 2013. és 2014. évi kísérletben, NUpE = teljes növény N tartalma (g) / összes elérhető N (g)
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések (Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség)
abc
71
Mindkét kísérletben az S440, White Lady és Katica mutatták a legmagasabb NUpE értékeket, a Hópehely pedig a legalacsonyabbat. A 2013. évi kísérletben a kezelések közötti szignifikáns különbséget Duncan teszttel nem tudtuk kimutatni, a 2014-ben a White Lady és a Hópehely N7,50 kezelés NUpE értéke igazoltan kisebb volt a másik két kezelésben mért értéknél.
A NUtE index értékéből a felvett N hasznosulására következtethetünk, a vizsgált genotpusok eredményét a 26. ábra mutatja be.
Mindkét kísérletben a Katica N0,75 kísérletben kaptuk a legmagasabb NUtE értéket, a legalacsonyabb értékeket pedig az S440 N7,50-ben. Mindegyik genotípusnál a legmagasabb N ellátással (N7,50) kaptuk a legalacsonyabb NUtE értéket. Ennek az a magyarázata, hogy a biomassza változása a kezelés hatására 10-15 %, míg a teljes növény N tartalom értékei 15-40 %-os csökkenést mutatnak az alacsonyabb N ellátottságú kezelésekben. Vagyis az N3,00 és N0,75 kezelésekben egységnyi felvett N-nel nagyobb arányú szárazanyag felhalmozás történt, ezért magasabb a NUtE indexük.
a
26. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok NUtE indexe a 2013. és 2014. évi kísérletben, NUtE = teljes növény száraz anyaga (g) / teljes növény N tartalma (g)
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések (Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség)
3,75
72
Az N7,50 és N0,75 kezelések közötti különbség a 2013-as kísérletben minden genotípusnál, a 2014. évi kísérletben a White Lady kivételével szignifikáns, de a
„tendencia” ez esetben is szépen megmutatkozik.
A NUE index értéke a NUpE és NUtE értékeitől függ, így a burgonya fajták az alacsonyabb nitrogén szolgáltató környezetben jobb hatásfokkal hasznosították a nitrogént (27. ábra). Ez azonban nem jelenti azt, hogy nagyobb mennyiségű termést is adnának. Az N3,00 és N7,50 kezelésben a növények ugyan rosszabb hatásfokkal vették fel és hasznosították a rendelkezésre álló N-t, de összességében többet vettek fel belőle és így nagyobb termést is adtak, mint az N0,75 kezelés növényei. Emiatt fontos genotípusonként meghatározni azt a kijuttatott N szintet, ahol a legnagyobb termés érhető el, úgy hogy a N felvétel és hasznosítás hatásfoka kellően gazdaságos.
Az eredmények alapján a nitrogén hasznosítási indexek tenyészedény kísérletben történő összehasonlításához, szükséges a legalább 42 napos nitrogén
ab
27. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok NUE indexe a 2013. és 2014. évi kísérletben, NUE = teljes növény száraz anyaga (g) / összes elérhető N (g)
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések (Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség)
13,44
73
kezelés, a 28 napos kezelésben már látszanak különbségek, de azok statisztikailag nem igazolhatóak.
Emiatt a genotípus NUpE, NUtE és NUE indexekre gyakorolt hatását a 2013-as, 42 napos kísérlet alapján értékeljük, az eredményeket a 28. ábra mutatja be. Mindhárom index alapján szignifikáns különbségeket találtunk a genotípusok között.
A nitrogén felvétel hatékonysága (NUpE) az S440, White Lady és Katica fajtáknál a legjobb, ezt követi a Chipke, majd a legalacsonyabb értékkel a Hópehely.
A felvett N hasznosulása (NUtE) a Katica és White Lady fajtáknál a legjobb, ezt követi a Chipke és Hópehely, majd a legalacsonyabb értékkel az S440.
A NUE index a Katica és White Lady fajtáknál a legmagasabb, ami a vártnak megfelelő a NUpE és NUtE indexek alapján, mindkét genotípusnak kimagaslóan jó N felvételi és hasznosítási indexe is. Az S440, Hópehely és Chipke NUE értéke Duncan teszt alapján nem különbözik szignifikánsan, LSD teszt alapján a Chipke és Hópehely közötti különbség igazolt. A vizsgált genotípusok között közepes értékű a Chipke NUE indexe. Ezt követi az S440, amely kiemelkedő N felvételi képessége mellett a felvett N-t legrosszabb haN-tásfokkal hasznosíN-tó vizsgálN-t genoN-típus. A legalacsonyabb NUE indexeN-t a Hópehelynél kaptuk, ami nem meglepő, mivel ez a genotípus vette fel a N-t a legrosszabb hatékonysággal és a NUtE indexe is csak közepes nagyságú a vizsgált fajták közt.
Az S440 amerikai nemesítési vonalhoz viszonyítva a vizsgált keszthelyi fajták jobban hasznosítják a felvett N-t, a N felvétel hatékonysága azonban nem haladja meg, néhány esetben alulmúlja az S440-nél mért értéket. A Hópehely kivételével a nitrogén hasznosítási indexük (NUE) magasabb volt az S440-nél.
74
28. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok NUpE, NUtE és NUE indexe a 2013. évi kísérletben,
NUpE = teljes növény N tartalma (g) / összes elérhető N (g) NUtE = teljes növény száraz anyaga (g) / teljes növény N tartalma (g) NUE = teljes növény száraz anyaga (g) / összes
elérhető N (g), LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések
(Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség) 9,21 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90
S440 WL Katica Hópehely Chipke LSD
NUtE index (g·g-1)
a bc c ab b
10,15 0
10 20 30 40 50 60
S440 WL Katica Hópehely Chipke LSD
NUE index (g·g-1)
ab c c a ab
0,12 0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
S440 WL Katica Hópehely Chipke LSD
NUpE index (g·g-1)
c bc bc a ab
75
6.2 A gumóról indított és az in vitro (szövettenyésztett) növények nitrogén hasznosítási paramétereinek összehasonlítása
A 2014-es tenyészedényes kísérletet párhuzamosan beállítottuk gumóról indított, valamint in vitro szövettenyésztett növények kiültetésével is. Ezzel az volt célunk, hogy megfigyeljük a fejlődésük és nitrogén hasznosításuk közötti esetleges különbséget. A burgonyagumó más szántóföldi növények magjához képes nagyméretű, így ültetéskor lényeges energia többletet biztosít a növény növekedéséhez. Az in vitro szövettenyésztett növények azonos N ellátású táptalajon növekedtek, ezek kiültetésével az anyagumóban lévő, genotípusonként eltérő mennyiségű többlet tápanyag kiiktatásával vizsgálhatjuk a fajtákban meglévő genetikai potenciált. Kísérleteink célkitűzése megvizsgálni, hogy a gumónak van-e jelentős kompenzáló hatása a különböző nitrogén ellátási szinteken. Ebből következtethetünk arra, hogy ez a hatás módosítja-e a burgonya fajták genetikai potenciáljában lévő különbség mérési lehetőségeit nitrogén hasznosítási paraméterek tekintetében, tenyészedényes kísérletben.
6.2.1 Klorofill tartalom
A kezelés megkezdése előtt, a 0. kezelési napon mértük első alkalommal a vizsgált genotípusok klorofill tartalmát (29. ábra).
29. ábra: A vizsgált genotípusok klorofill tartalma a kezelések megkezdése előtt a gumóról és in vitro szövettenyésztett növényekről indított kísérletekben, 2014.
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések (Az azonos betűvel jelölt oszlopok közt nincs szignifikáns különbség.)
0 10 20 30 40 50 60
S440 WL Katica Hópehely Chipke LSD
SPAD egység
gumóról indított növények in vitro növények
LSD 0,42 0,64 a e d b c
A D C C B
76
A kezelések megkezdése előtt szignifikáns különbséget tudtunk kimutatni a genotípusok SPAD értéke között, az szövetenyésztett növények Katica és Hópehely fajták között. Mindkét kísérleti évben a Katica és a White Lady fajták mutatták a legmagasabb klorofill tartalmat, a legalacsonyabb értéket az S440 vonalnál mértük. A szövettenyésztett növények 12,4 – 26,8 %-kal alacsonyabb SPAD értéket mutattak, mint a gumóról indítottak.
A kísérlet során 28 napon keresztül hetente mértük a burgonya növények klorofill tartalmát, a gumóról indított növények eredményeit a 10. ábra ismerteti, a szövettenyésztett növények klorofill tartalmának változását a 30. ábra mutatja be.
A gumóról indított növények klorofill tartalma folyamatosan csökkent a kísérlet folyamán, ami a normális növényi növekedés jellemzője (Minotti et al., 1994; Busato et al., 2010), ezzel szemben a szövettenyésztett növények klorofill tartalma egyenletes maradt a kísérlet folyamán végig. A gumóról indított növények klorofill tartalma a kísérlet végére, a 28. kezelési napra minden genotípusnál a szövettenyésztett növények SPAD értékével megegyező szintre csökkent. Vagyis a gumóról indított növények lombja több klorofillt tartalmazott, ebből következően valószínűleg aktívabb fotoszintézist folytatott. A kísérlet végére a N kezelések között a gumóról és a szövettenyésztett anyagból indított növények SPAD értékében is szignifikáns különbség alakult ki.
77 6.2.2 Termés paraméterek
A termés mennyiség alakulását a 31. ábra mutatja be. A vártnak megfelelően a többlet N forrás miatt a gumóról indított növények termése nagyobb volt az in vitro növényekhez képest, de a különbség nagysága jelentősen eltért a vizsgált genotípusok
7,50 mM NO3 konc.
3,00 mM NO3 konc.
0,75 mM NO3 konc.
KN – kezelési nap
LSD – szignifikáns differencia P<0,05
30. ábra: SPAD értékek alakulása in vitro szövettenyésztett növényeken a vizsgált burgonya genotípusoknál a 2014. évi kísérletben
(KN: kezelés nap; N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések) (LSD post hoc teszt P<0,05 n=30)
15
78
között. Az elültetett gumók N tartalmát nem vizsgáltuk ültetés előtt, de azok minden genotípusnál azonos helyről, azonos N szolgáltató környezetből származtak, így legfeljebb a gumó fajtára jellemző gumó N tartalma befolyásolhatta a különbségek kialakulását. Megvizsgáltuk a gumóról és in vitro anyagról indított növények termés különbségének és a fajtára jellemző N akkumuláció (a 2013-as tenyészedény kísérlet N7,50 értékét vettük) korrelációját és a korrelációs együttható -0,33 volt. Vagyis nincs lineáris kapcsolat a vizsgált tulajdonságok között. A vizsgált genotípusok gumóról és in vitro anyagról indított növényeknél tapasztalt termés különbségének nagysága nem vagy csak részben magyarázható a fajtákra jellemző eltérő gumó N akkumulációval.
A genotípusok közül a White Ladynél az N7,50 és N3,00 kezelésekben nem találtunk különbséget a gumóról indított és a szövettenyésztett növények termésmennyiségében, az N0,75 kezelésben a gumóról indított növények termése 22 %-kal nagyobb volt.
A Katicánál mindegyik kezelésben szignifikánsan nagyobb termést regisztráltunk a gumóról indított növényeknél, az N7,50 kezelésben 22, az N3,00 kezelésben 73, az N0,75 kezelésben 235 %-al nagyobbat az in vitro növényekhez képest. Míg a gumóról indított növények termésében nem tudtunk matematikailag igazolható különbséget kimutatni a kezelések között, az in vitro növények esetében a N ellátással együtt szignifikánsan csökkent a termés mennyisége is.
Ugyanezt figyeltük meg a Chipke esetén is, a gumóról indított és szövettenyésztett növények közötti különbség még a Katicánál tapasztaltnál is nagyobb volt. A gumóról indított növények termése az N7,50 kezelésben több mint kétszerese, a N3,00 kezelésben a hatszorosa, N0,75 kezelésben a kilencszerese volt az in vitro növényekéhez képest. Ennél a fajtánál regisztráltuk a legnagyobb különbséget a szövettenyésztett és gumóról indított növények között.
79
31. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok növényenkénti összes gumó friss tömegének alakulása a gumóról és in vitro szövettenyésztett növényekről indított kísérletekben, 2014.
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3, N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések (Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség)
A Katica és Chipke fajta között a gumóról indított kísérletben nem volt szignifikáns különbség a termés mennyiségben, az in vitro növényeknél a Katicánál mért termés szignifikánsan nagyobb volt a Chipkéhez képest.
A Hópehely fajta gumóról indított kísérletében az N3,00 kezelés adta a szignifikánsan legnagyobb termést, míg az N7,50 és N0,75 értékei matematikailag nem különböztek. A szövettenyésztett növényeknél az N7,50 kezelés adta a legtöbb termést, ezt követte az N3,00 és N0,75 kezelésben mért érték. N7,50 kezelésben az in vitro növényeknél magasabb termést mértünk, mint a gumóról indított növényeknél, de a különbség nem szignifikáns.
A gumóról indított növények közt az S440 genotípusnál kaptuk a legalacsonyabb termést, az in vitro növények ettől 30-50 %-kal maradnak el, kisebb a
S440 WL Katica Hópehely Chipke
G N7,50 28,767 42,867 32,417 23,383 36,400
V N7,50 18,450 44,900 26,575 28,050 15,750
G N3,00 24,700 34,750 34,233 36,167 36,533
V N3,00 13,500 35,575 19,700 26,175 5,825
G N0,75 26,067 39,717 33,500 28,050 32,650
V N0,75 13,575 30,808 10,000 8,025 3,600
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Növényenkénti gumótömeg (g)
LSD = 5,841 G: gumóról indított növények V: in vitro szövettenyésztett növények N7,50; N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések
80
különbség az in vitro és gumóról indított növények termése között, mint a Hópehelynél vagy Chipkénél.
Megfigyeltük, hogy az in vitro növényeknél a N ellátás csökkenésével minden vizsgált genotípusnál csökken a termés is. A gumóról indított eredmények azonban nem minden esetben követik ezt a mintázatot. Míg az in vitro növények közt jelentős termés mennyiségbeli különbségeket figyeltünk meg a Katica, Hópehely és Chipke fajtáknál, a gumóról indított növények termés mennyisége közt a három N kezelésben Katica és Chipke esetén nincs szignifikáns különbség, Hópehelynél pedig N3,00 kezelésben mértük a legnagyobb értéket. Az utóbbi fajtánál az in vitro növényeknél a N7,50 és N3,00 termése statisztikailag nem különbözik, ezzel szemben a gumóról indított növények N3,00 kezelésében szignifikáns többlet termés mérhető, miközben az N7,50 kezelésben a gumóról indított és in vitro növények termésmennyisége szignifikánsan nem különbözik. Ebből arra következtettünk, hogy ez valamilyen kompenzációs hatás eredménye. A különböző N szolgáltató környezetek a Hópehely fajtánál valószínűleg eltérő folyamatokat indítanak be az ültető gumó anyagainak felhasználásánál.
Feltételezzük, hogy az alacsony N ellátás valamilyen ösztönző hatással van az anyagumó tartalékainak azonnali felhasználására. Ez egybevág azzal a megfigyelésünkkel (2013-as tenyészedény kísérlet), hogy a Hópehely hajtásszáma az N3,00 kezelésben magasabb volt a másik két kezelésnél. A betakarításkor a kezelésekben nem találunk szignifikáns különbséget a lomb tömegben, amiből arra következtetünk, hogy a fejlődés kezdeti szakaszában alakul ki valamilyen különbség aminek lehet produkció növelő hatása, de ennek a betakarításkor nincs látható jele. Az anyagumó tartalékainak azonnali mozgósítása jelentkezhet plusz hajtások vagy gyorsabb növekedés formájában, ami a 3,00 mM-os nitrogén ellátás mellett a N7,50 kezeléshez képest gyorsabb lombnövekedést eredményezhet, ezzel együtt hamarabb nagy méretű fotoszintetizáló felületet jelenthet a N7,50 kezeléshez képest, ami nagyobb termést eredményezhet. A Hópehely az N3,00 kezelésben valószínűleg emiatt tudja elérni ugyanazt a lombtömeget mint a N7,50 kezelésben, ezzel együtt pedig magasabb termést képes hozni. Feltehetően hasonló hatás érvényesülhet az N0,75 kezelésben, de az N3,00-hoz hasonló kiugró termés mennyiség nem alakul ki a környezet alacsony N szolgáltató képessége mellett.
A feltételezés igazolásához újabb kísérletek szükségesek, amelyekben meghatározott gyakorisággal célszerű lenne növényeket betakarítani, hogy
81
vizsgálhassuk különböző N ellátottságok mellett a feltételezett különbségeket a vegetatív fejlődésben kezdeti szakaszaiban.
6.2.3 A gumók nitrogén tartalma
A gumók nitrogén tartalmában a tendencia nagyon hasonló, mint a termésmennyiségek alakulásánál megfigyelt. A kapott eredményeket a 32. ábra mutatja be. Minden kísérletben és minden genotípusnál az N7,50 kezelésben kaptuk a legmagasabb gumó N tartalmat, ezt követték csökkenő sorrendben az N3,00 és N0,75 kezelése eredményei. Az S440, White Lady és Chipke in vitro tenyészetekből kiültetett növények gumóinak százalékos N tartalma magasabb volt, mint a gumóról indított
32. ábra: A vizsgált burgonya genotípusok gumóinak nitrogén tartalma (%), gumóról és in vitro növényekről indítva (2014.),
LSD és Duncan post hoc teszt P<0,05 n=3 N7,50 N3,00 és N0,75: nitrogén kezelések
(Az azonos betűvel jelölt értékek közt nincs szignifikáns különbség) 0,01
82
A vártnak megfelelően a többlet N forrás miatt a gumóról indított növények termése nagyobb volt az in vitro növényekhez képest, de a különbség nagysága jelentősen eltért a vizsgált genotípusok között. Vagyis a gumóban tárolt N-nek van akkora mértékű a hatása, hogy az különbségeket okozott termésprodukcióban. Ennek a hatásnak az erőssége a környezet N szolgáltató képessége és a genotípus függvényében eltérő volt.
A fajták közötti nitrogén hasznosítási különbségek értékelésénél értékes adatot szolgáltatnak az in vitro növényeken mért eredmények, hiszen részleges magyarázatul szolgálhatnak a termés várttól való eltérésére (lásd Hópehely N3,00 kezelésben). Ha a fajták NUE tulajdonságait hasonlítjuk össze és a burgonya termesztés gyakorlatában alkalmazni szeretnénk, a gumóról indított növények eredményeit nagyobb súllyal célszerű figyelembe venni, hiszen a szántóföldi termesztés során is gumót ültetünk, így hasonló hatások érvényesülnek, mint a gumóról indított tenyészedényes kísérletben.
83
6.3 Molekuláris genetikai vizsgálatok eredményei
A 2013. évben beállított tenyészedényes kísérlet alatt begyűjtött minták RT-qPCR-el elvégzett génexpressziós vizsgálata során jelentős különbségeket találtunk a burgonya genotípusok nitrogén kezelésekre adott válasza között. A vizsgálatba bevont gének expressziójának értékét kettes alapú logaritmusra átszámolva adtuk meg, oszlop és vonal diagramokon ábrázolva. A NR-t (nitrát reduktázt) kódoló gén expressziós mintázatát a 33. ábra, míg a NiR-t (nitrit reduktázt) kódoló génét a 34. ábra, az AMT-t (ammónium transzportert) kódoló génét a 35. ábra, az AS-t (aszparagin szintetázt) kódoló génét pedig a 36. ábra mutatja be.
A delta-delta Ct módszer alkalmazása lehetővé tette, hogy az adatok értékelésekor ne csak a nitrogén kezeléseket, hanem a különböző genotípusok expresszióját is össze tudjuk hasonlítani. Mindegyik gén vizsgálatakor a White Lady 0.
A delta-delta Ct módszer alkalmazása lehetővé tette, hogy az adatok értékelésekor ne csak a nitrogén kezeléseket, hanem a különböző genotípusok expresszióját is össze tudjuk hasonlítani. Mindegyik gén vizsgálatakor a White Lady 0.