Ecologia della germinazione di Phleum sardoum (Hackel) Hackel (Poaceae), microfita psammofila endemica della Sardegna A. SANTO, E. MATTANA & G. BACCHETTA Centro Conservazione Biodiversità (CCB), Dipartimento di Scienze della Vita e dell’ Ambiente, Università degli Studi di Cagli ari V.le S. Ignazio da Laconi 11/13, 09123 Cagliari (CA), Italia. sanand@alice.it Introduzione Gli ambienti dunali costieri mediterranei sono caratterizzati da molti fattori critici per la sopravvivenza delle specie vegetali: le elevate temperature sulla superficie del suolo, la bassa umidità ambientale, la scarsa disponibilità idrica e di nutrienti, la salinità del substrato e la presenza di spray salino sulle superfici epigee [1] [2] . I principali adattamenti che le specie di questi ecosistemi hanno sviluppato consistono nel terofitismo o nella germinazione dei semi all’inizio del periodo invernale, come risposta ad un regime di precipitazioni pluvistagionale. Quest’ultimo fenomeno, diffuso in ambito mediterraneo e accentuato dalla xericità negli ambienti psammofili costieri, spiega le basse temperature di germinazione caratteristiche di molte specie costiere [1] [3] . Phleum sardoum (Hackel) Hackel (Fig.1) è una microfita psammofila, endemica della Sardegna, con areale disgiunto [Is Arenas – Arbus (MD) e Rena Majore – Aglientu (OT)] (Fig. 3) [4] . La scarsità di informazioni relative alla biologia riproduttiva di questa specie ha determinato l’avvio di una serie di ricerche volte a migliorare le conoscenze relative all’ecofisiologia della germinazione. L’obiettivo del nostro studio è stato quello di valutare gli effetti sulla germinazione: (1) della rimozione di lemma e palea dai semi; (2) di un periodo di deidratazione; (3) di un range di temperature costanti (5, 10, 15, 20, 25 °C) ed alternate (25/10 °C); e (4) della luce con un fotoperiodo di (12/12) e buio (0/24). 106° Congresso Società Botanica Italiana Genova, 21-24 Settembre 2011. Materiali e Metodi I semi di P. sardoum sono stati raccolti sul sistema dunale di Is Arenas – Arbus (MD, Sardegna, Italia) (N 39°31’090”;E 8°25’964”;1 – 15 m s.l.m.) (Fig. 2 - 3). Il peso medio del singolo seme è risultato 0,24 ± 0,01 mg. Tre repliche da 20 semi ciascuna sono state poste in camere di crescita con temperature costanti (5, 10, 15, 20, 25 °C) ed alternate (25/10°C), sia con fotoperiodo 12/12 che in oscurità totale (0/24). Un lotto di semi deidratati è stato sottoposto ad un periodo di 3 mesi di deidratazione (25°Ce 12/12). Alla fine di tale periodo i semi sono stati testati con le stesse modalità seguite per i semi freschi. Tre repliche da 20 semi con e senza glumette sono state inoltre incubate a temperatura costante di 10°C e con fotoperiodo 12/12. Sono stati calcolati i valori di T50 (tempo necessario per il raggiungimento del 50% della percentuale massima di germinazione). I dati relativi alle percentuali di Risultati e Discussione La rimozione di lemma e palea dai semi ha determinato una considerevole riduzione del T50 e un notevole aumento della percentuale di germinazione finale rispetto ai semi con glumette (Fig. 8). È noto che le glumette costituiscano una barriera fisica per l’ottimale imbibizione del seme e vari studi dimostrano la presenza di sostanze inibitrici la germinazione nelle glumette delle Poaceae (Fig. 5) [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] ; questo conferma quindi che l’eliminazione delle glumette, come già evidenziato da Kew Gardens [14] , ha avuto effetti positivi sulla velocità e sulla percentuale finale di germinazione (Fig. 8). La temperatura ottimale è risultata quella di 10°C, sia alla luce che al buio (Fig. 7 A). Le percentuali di germinazione hanno mostrato un significativo decremento alle temperature più elevate (20°Ce 25°C) e con regime di temperatura alternata (25/10°C) (Fig.7). I risultati mostrano che la germinazione di P. sardoum rispecchia il range di temperature ottimali delle specie mediterranee compreso tra 5°Ce 15°C [15] [16] . Per i semi sottoposti a deidratazione (Fig. 7 B) si è osservato un aumento delle percentuali di germinazione nel range ottimale ed un incremento della velocità di germinazione. In molte specie adattate ad ambienti con siccità stagionale o suoli aridi una conservazione per un determinato periodo, ad elevata temperatura, previa deidratazione dei semi, può rispecchiare un fenomeno naturale che è in grado di controllare la germinazione in natura [17] . I risultati forniscono nuove informazioni circa la biologia di questa specie, che conferma una strategia riproduttiva tipica delle piante costiere mediterranee con germinazione nei mesi più freddi (autunno-inverno) quando la disponibilità idrica è elevata [1] [2] [3] [16] . Bibliografia [1] Thanos C.A., Georghiou K., Douma D.J. and Marangaki C.J. (1991). 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Β-1,3-Glucanase gene expression in low-hydrated seeds as a mechanism for dormancy release during tobacco after-ripening. The Plant Journal 41, 133-145. 0 20 40 60 80 100 5 10 15 20 25 25/10 Germinazione (%) Luce Buio a b c c a a d d d d de e (A) Semi freschi 0 20 40 60 80 100 5 10 15 20 25 25/10 Luce Buio d a a b c c df d d d e ef (B) Semi deidratati Temperatura (°C) Fig.4. Popolamento di Phleum sardoum a Is Arenas – Arbus (MD). Fig.2. Vegetazione psammofila sugli ecosistemi dunali Is Arenas – Arbus (MD). Fig.1. Individuo di Phleum sardoum. Fig.3. La Sardegna vista dal satellite: in giallo le due stazioni di Phleum sardoum, P1 Is Arenas – Arbus (MD), P2 Rena Majore – Aglientu (OT) Fig.6. Plantule di Phleum sardoum a 10 giorni dalla germinazione. Fig.9. Particolare di un seme di Phleum sardoum a poche ore dall’inizio della germinazione. Fig.7. Percentuali di germinazione finali di Phleum sardoum per ciascun regime di temperatura e fotoperiodo; in giallo 12 ore di irraggiamento quotidiano (12/12 ) e in azzurro oscurità totale (0/24) per i semi freschi (A) e per quelli sottoposti a deidratazione (B). In ciascun grafico le barre con la stessa lettera indicano una differenza statisticamente non significativa per valori di p>0.05 (ANOVA a una via seguita da un post hoc Fisher’s LSD test. I dati rappresentano la media (± deviazione standard) di 3 repliche (3 alla luce e 3 al buio). Fig.8. Curve cumulative di germinazione e valori di T50 per semi privati delle glumette e semi lasciati con lemma e palea a 10°C alla luce (12/12). I dati sono la media di 3 repliche (± deviazione standard). Le differenze per le due categorie sono state altamente significative, con valori di p < 0,001 e p < 0,005 per le percentuali di germinazione e i valori di T50 rispettivamente. Fig.5. Cariossidi di Phleum sardoum: i semi chiari mantengono ancora le glumette, mentre quelli scuri ne sono privi. germinazione sono stati trasformati in arcoseno ed analizzati con ANOVA ad una e due vie, seguite da un Fisher’s post hoc test. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Germinazione (%) Tempo (giorni) senza glumette con glumette a b N N/2 T50 T50