Η γενετική ποικιλότητα των δασικών ειδών είναι ιδιαίτερα σημαντική για την προσαρμογή των δασικών πληθυσμών στο ολοένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον τους. Η μεταφορά της γενετικής ποικιλότητας από τη μία γενιά στην άλλη διασφαλίζει την προσαρμοστικότητα των δασικών πληθυσμών στο διηνεκές. Το σύνολο των σπόρων που παράγεται από έναν πληθυσμό δασικών φυτών έχει συγκεκριμένη γενετική δομή, που εξαρτάται από τη γενετική ποικιλότητα των δέντρων γονέων και από το αναπαραγωγικό σύστημα. Οι ως τώρα έρευνες του αναπαραγωγικού συστήματος των δασικών ειδών έχουν γίνει κυρίως θεωρώντας την απόσταση μεταξύ των δέντρων ως την πιο βασική παράμετρο επηρεασμού της ικανότητας σταυρογονιμοποίησης των δέντρων σε μια συστάδα. Στην παρούσα εργασία εξετάζονται δύο περιπτώσεις, όπου η απόσταση δρα διαφορετικά. Στο μεσογειακό κυπαρίσσι (Cupressus sempervirens) βρέθηκε μείωση της ικανότητας σταυρογονιμοποίησης σε αραιές συστάδες, σε σχέση με άλλες πιο πυκνές, ενώ αντίστροφα στον ίταμο (Taxus baccata) η μεγάλη απόσταση των δέντρων σπορέων από τα αρσενικά δέντρα συνέβαλε στην αύξηση της σταυρογονιμοποίησης. Η διαφορά αυτή ανάμεσα στις δύο περιπτώσεις οφείλεται σε άλλους ενδοσυσταδικούς παράγοντες, πλην της απόστασης, όπως είναι η μείξη των ειδών σε ένα δάσος και η ηλικία και το μέγεθος των δέντρων. Χρειάζεται λοιπόν να θεωρήσουμε ένα σύνολο παραγόντων, προκειμένου να περιγράψουμε τη δυνατότητα ενός πληθυσμού να μεταφέρει τη γενετική του ποικιλότητα στην επόμενη γενιά. Η πληροφορία αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική για την επιλογή δέντρων για συλλογή σπόρων, αλλά και των κατάλληλων δασοκομικών μέτρων σε διαχειριζόμενα δάση και δάση ιδιαίτερου οικολογικού ενδιαφέροντος.

1. Επίδραση ενδοσυσταδικών παραγόντων
στη γενετική δομή των σπόρων ενός
δάσους
Αριστοτέλης Χ. Παπαγεωργίου
Δημήτριος Κασιμιάδης
Ludger Leinemann
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Ορεστιάδα
Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων
Εργαστήριο Δασικής Γενετικής κ. Βελτίωσης Δασοπονικών Ειδών
Georg August University Göttingen, Γερμανία
Institut für Forestgenetik und Forstpflanzenzüchtung

2. • Σχέση διασποράς γύρης και απόστασης
• Η περίπτωση του Cupressus sempervirens
• Η περίπτωση του Taxus baccata
• Συμπεράσματα

3. Η διασπορά της γύρης
• Η γύρη των κωνοφόρων καλύπτει τεράστιες
αποστάσεις (Ellstrand 1992)
• Γενετική απομόνωση πληθυσμών πρακτικά
δεν υπάρχει (Wheeler & Jech 1992)
• Φαινολογία, ασυμμετρία άνθησης και
παραγωγικότητα δημιουργούν ετερογένεια
στα νέφη γύρης (Mitton 1992)
• Πιο πολλά μοντέλα αναπαραγωγής θεωρούν
την απόσταση ως τον πιο σημαντικό
παράγοντα (π.χ. Koenig & Ashley 2003)

4. Η διασπορά της γύρης
• Σήμερα θεωρείται αποδεκτό το μοντέλο
της μεταφοράς της γύρης σε μεγάλες
αποστάσεις
• Συντριπτικά μεγαλύτερο ποσοστό της
γύρης συγκεντρώνεται στα πρώτα
μέτρα κοντά στον αρσενικό γονέα
• Αναπαραγωγική επιτυχία μειώνεται με
την απόσταση

5. Cupressus sempervirens
• Ρούβα (Κρήτη): φυσικός πληθυσμός –
αραιός – δυσμενείς κλιματεδαφικές
συνθήκες
• Αλεποχώρι (Αχαΐα): ημι-φυσικός
πληθυσμός – πυκνός – ευνοϊκές
κλιματεδαφικές συνθήκες
• Μόνοικο φυτό
• Αμιγείς συστάδες

6. Υλικό
• Τυχαία δειγματοληψία
• Ρούβα (Κρήτη): 28 δέντρα σπορείς
• Αλεποχώρι (Αχαΐα): 26 δέντρα σπορείς
• 10 σπόροι από κάθε δέντρο
• Εξετάστηκαν ενδοσπέρμια (διπλοειδή) και
έμβρυα
• Ισοένζυμα
• Γενετική ανάλυση σε σπορείς και απογόνους

7. Μέθοδοι
• Χαρτογράφηση πληθυσμών
• 6 ενζυμικά συστήματα (PGI-B, PGM-A,
NDH-A, GDH-A, LAP-A, MDH-C)
• Συχνότητες αλληλομόρφων
• Υπολογισμός γενετικής δομής της
γύρης
• Γενετική ποικιλότητα (n, He, Ho)
• Διαφοροποίηση (d0)
• Έμμεσος συντελεστής
σταυρογονιμοποίησης (tξ)

8. Αποτελέσματα
• Συχνότητες αλληλομόρφων
δεν αλλάζουν σημαντικά στην
επόμενη γενιά
• Αλληλόμορφα περισσότερα
στους απογόνους –
ποικιλότητα λίγο μικρότερη
• «Η ετεροζυγωτία στην
επόμενη γενιά αντιστρέφεται»

9. Σταυροεπικονίαση
2
1,8
1,6
1,4
1,2
Αλεποχώρι
1
Ρούβα
0,8
0,6
0,4
0,2
0
PGI-B PGM-A NDH-A GDH-A LAP-A MDH-C Μέση
τιμή

10. Αποτελέσματα
• Τιμές > 1: αποκλίσεις από mixed mating
model και ασυμμετρίες διαχωρισμού (μικρό
δείγμα / δέντρο)
• Σύγκριση μεταξύ δύο πληθυσμών δυνατή
• Αραιός πληθυσμός – χαμηλότερη
σταυροεπικονίαση
• Απομακρυσμένα δέντρα – χαμηλή γενετική
ποικιλότητα και ετεροζυγωτία απογόνων –
ανάλογα με το γενότυπο του σπορέα

11. Νέφη γύρης απομονωμένων
δέντρων
Νέφη γύρης
0,350
0,300
0,250
0,200
0,150 He
0,100
0,050
0,000
Ψ21 Ψ30 Ψ11 Σύνολο
πληθυσμού

12. Κυπαρίσσι: σύνοψη
• Απομονωμένα δέντρα δέχονται γύρη
από λιγότερους γονείς
• Πυκνότητα πληθυσμού σημαντική
• Η γύρη πετά σε μεγάλες αποστάσεις,
αλλά το μεγαλύτερο ποσοστό της
γονιμοποιεί τα κοντινά δέντρα
• Αμιγείς συστάδες
• Μόνοικο φυτό

13. Taxus baccata
• Είδος που εμφανίζει σποραδική
εξάπλωση και αραιούς πληθυσμούς σε
μείξη με άλλα είδη
• Δίοικο αναπαραγωγικό σύστημα
• Θεωρείται απειλούμενο
• Ιδιαίτερα σημαντικό για τις χημικές του
ιδιότητες

14. Υλικό
• 1 πληθυσμός Reichensachsen,
Έσση, Γερμανία
• 15 θηλυκά και 10 αρσενικά δέντρα
μέσα σε πυκνή οξιά – απομόνωση
200 μ. από άλλους ίταμους
• Δείγμα οφθαλμών από τα 25
δέντρα και σπόροι (40/δέντρο)
από 7 σπορείς
• Ισοένζυμα
• Σύγκριση μεγαγαμετόφυτου με
έμβρυο

15. Αναλύσεις
• Χαρτογράφηση δέντρων
• ADH-A, PGI-B, GOT-B, PGM-A, IDH-
B, SKD-B
• Γενότυποι δέντρων από οφθαλμούς
• Επιτυχούσα γύρη στους σπορείς
• Συχνότητες αλληλομόρφων
• Υπολογισμός γενετικής δομής της
γύρης
• Γενετική ποικιλότητα (n, He, Ho)
• Διαφοροποίηση (d0)

16. Αποτελέσματα
• Ροή γύρης από «έξω» τουλάχιστον 28%
• Η ποικιλότητα στους απογόνους είναι ελαφρά
υψηλότερη, ενώ η ετεροζυγωτία χαμηλότερη
• Πολύ μεγάλη ανομοιογένεια ανάμεσα στα
«νέφη γύρης» των θηλυκών δέντρων
• Σχετικά ομοιογενής ομάδα νεφών των
δέντρων 10, 11, 12, 14
• 4, 8, 17 διαφέρουν τελείως από τα υπόλοιπα

19. Νέφη γύρης: αριθμός
αλληλομόρφων
Χωρίς ADH & SKD

20. Νέφη γύρης: He
Χωρίς ADH & SKD

21. Δέντρο σπορέας 4
22
21
19
16
13
9
7
6
3
Γενετική απόσταση
2
0,000 0,200 0,400 0,600

22. Δέντρο σπορέας 8
22 Γενετική απόσταση
21
19
16
13
9
7
6
3
2
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500

23. Δέντρο σπορέας 17
22
21
19
Γενετική απόσταση
16
13
9
7
6
3
2
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600

24. Ίταμος: σύνοψη
• Απομονωμένα δέντρα δέχονται γύρη από
περισσότερους γονείς
• Ασυμμετρία στην άνθηση σημαντική
• Η γύρη πετά σε μεγάλες αποστάσεις, αλλά το
μεγαλύτερο ποσοστό της γονιμοποιεί τα
κοντινά δέντρα
• Η πυκνή μείξη με οξιά εμποδίζει την ευρεία
διασπορά του μεγαλύτερου ποσοστού της
γύρης του ίταμου
• Δίοικο φυτό

25. Συμπεράσματα
• Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν το
αναπαραγωγικό σύστημα
• Θεώρηση της απόστασης μόνο δεν
αρκεί
• Απομόνωση δεν συνεπάγεται πάντα
απογόνους με στενή γενετική βάση

26. Συμπεράσματα
• Πριν τη συλλογή σπόρων για αναδασώσεις ή
άλλους σκοπούς, να εξετάζονται και άλλοι
παράγοντες:
– Αναπαραγωγικό σύστημα
– Μείξη
– Πυκνότητα – ανομοιογένεια - ομαδοποίηση
– Τοπογραφία συστάδας
– Τυχόν πληροφορίες για τη φαινολογία της
άνθησης

27. Ευχαριστώ για την
προσοχή σας