Lisääntymissysteemin vaikutus metsäkurjenpolven (Geranium sylvaticum) patogeeniresistenssiin

Abstract

Lisääntymissysteemiltään gynodieekkisissa kasvipopulaatioissa on tavallisesti sukupuoleltaan kahdenlaisia yksilöitä, puhtaasti emikukkaisia kasveja sekä kaksineuvoisia kukkia tuottavia kasveja. Nämä eri sukupuolet eroavat toisistaan geneettisten, morfologisten ja fysiologisten piirteiden suhteen. Lisääntymissysteemi vaikuttaa myös yksilöiden resurssiallokointitapaan sekä siihen miten ja missä suhteessa gynodieekkisten populaatioiden yksilöt osallistuvat geenien siirtämiseen jälkeläisilleen. Emikasvit osallistuvat jälkeläistuotantoon siemenaiheita tuottamalla ja kaksineuvoiset kasvit siemenaiheita sekä siitepölyä tuottamalla. Edellä mainitut sukupuolisidonnaisten erojen vaikutukset voivat heijastua myös yksilöiden resistenssiin. Esimerkiksi enemmän lisääntymiseen panostava sukupuoli saattaa olla alttiimpi patogeeneille, sillä on mahdollista ettei kasvi kykene allokoimaan resursseja lisääntymisen ohella samanaikaisesti resistenssin ylläpitämiseen. Mikäli gynodieekkisen populaation emikasvien ja kaksineuvoisten kasvien kyvyssä ylläpitää resistenssiä on sukupuolisidonnaisista ominaisuuksista johtuvia eroja, voi tämä edelleen vaikuttaa kuolleisuuden tai heikentyneen jälkeläistuotannon kautta kasvipopulaation geneettiseen rakenteeseen ja populaation sukupuolijakaumaan. Seuraukset voivat heijastua takaisin lajin lisääntymissysteemin evoluutioon sekä vaikuttaa kasvin ja muun ympäristön välisiin ekologisiin vuorovaikutussuhteisiin. Tässä työssä tutkittiin kasvihuonekokeen avulla sitä, vaihteleeko gynodieekin metsäkurjenpolven (Gerianium sylvaticum) patogeeniresistenssi yksilön sukupuolen mukaan eli eroaako emikasvien, välimuotojen tai kaksineuvoisten kasvien alttius kurjenpolvenhärmälle (Podosphaera fugax). Tutkimuksessa havaittiin, että välimuotojen ja kaksineuvoisten välillä oli kokoeroja, jotka eivät kuitenkaan vaikuttaneet sukupuolten härmäinfektionlaajuuteen. Kvalitatiivisessa tai kvantitatiivisessa resistenssissä ei havaittu sukupuolisidonnaisia eroja. Tutkimuksen perusteella gynodieekkiseen lisääntymissysteemiin kuuluvat sukupuolisidonnaiset erot eivät ainakaan metsäkurjenpolvella vaikuta sukupuolten infektioalttiuteen.

Gynodioecious plant populations are usually composed of two kinds of gender morphs, females and hermaphrodites. Between these two genders there are genetic, morphological and physiological differences that may influence plant's resource allocation patterns and how and to what extent each morph contributes to the production of offspring. In a gynodioecious population females allocate resources to ovule production whereas hermaphrodites allocate resources to both ovule and pollen production. Since resources are limited, these differences in resource allocation patterns may influence other life cycle traits through trade-offs. In case of infection, gender morph that allocates more of its resources to reproduction, that is, to the production of certain kinds of flowers, may not be able to allocate enough resources to resistance. If females and hermaphrodites differ in their resource allocation patterns and it affects their resistance in different ways this may eventually lead to changes in population's genetic structure and its sex ratio through increased mortality or decreased production of offspring. These changes may eventually influence the evolution of plant breeding system and ecological interactions between plants and their environment. In this study greenhouse experiment was set up to study whether females, intermediates or hermaphrodites of gynodioecious Geranium sylvaticum differ in their susceptibility to fungal pathogen, Podosphaera fugax. The results showed that gender morphs have size differences that did not, however, have an effect on the extent of plant infection. Qualitative resistance did not differ significantly between genders and neither did quantitative resistance of leaves and reproductive organs. Based on the results it seems that there are no significant differencies between quantitative or qualitative resistance of different genders of Geranium sylvaticum to Podosphaera fugax.