ERÄIDEN HITAASTI ITÄVIEN SIEMENIEN ITÄVYYDEN MÄÄRI- TYKSESTÄ TETRAZOLIUM-MENETELMÄLLÄ Erkki Ahlberg Valtion siementarkastuslaitos , Helsinki Saapunut 4.4. 1957 Seuraavassa selostetaan valtion siementarkastuslaitoksessa suoritettuja kansain- välisen siementarkastusliiton (1.5.T.A.) toimeenpanemaan tutkimukseen liittyviä vertailevia kokeita. Niiden tarkoituksena on selvittää värjäysmenetelmän soveltu- vuutta eräiden sellaisten hitaasti itävien siemenien itävyyden määrittämiseen, joi- den itävyyden toteaminen tavallisilla korsiviljojen siementen idätysmenetelmillä on antanut epätyydyttäviä tuloksia. Värjäysmenetelmä on osoittautunut korsiviljojen siementen itävyyden määri- tyksessä useiden tutkimusten mukaan (2, 4,5, 8) epätyydyttäväksi ja käytäntöön vaikeasti sovellutettavaksi. Tätä menetelmää onkin nykyisin keskitytty sovelta- maan vain eräiden vaikeasti idätettävien siementen itävyyden selvittämiseen. Selostettavaa työtä varten lähetti Wienin siementarkastuslaitoksen edustaja, tohtori Hermann Germ, vuoden 1954 alussa siemennäytteitä yhdeksään maahan, kymmeneen eri siementarkastuslaitokseen. Lähetys käsitti kymmenen siemenerää, joihin sisältyi 6 siemenlajia. Näytteiden itävyyden tarkastusohjeet seurasivat mukana. Kasvilajit (ks. taul. s. 144), joiden siemeniä tutkittiin, olivat seuraavat: Carpinus betulus L. (näyte 1), Fraxinus excelsior L. (näytteet 2 ja 3), Prunus Myro- balana L. (näytteet 4 ja 5), Pirus communis L. (näytteet 6 ja 7), Rosa canina L. (näyte 8) ja Tiliä grandifolia Ehrhart (näytteet 9 ja 10). Kansainvälisen siemen- tarkastusliiton nykyisten sääntöjen (7) mukaan tetrazolium-menetelmää voidaan käyttää kaikkien em. kasvilajien siementen itävyyden määrittämiseen. Tutkimusmenetelmät Lähetetyt tutkimusohjeet olivat seuraavat: Koesarja I. Itävyystutkimus ilman edeltävää kylmäkäsittelyä. Siemenet idä- tettävä imupaperi- tai hiekka-alustalla 20—25° C:n lämpötilassa. Mahdolliset muut menetelmät. https://www.c-info.fi/en/info/?token=rmrpXgFoJeGUZt6u.tnyUlsdfMwkUOsfLv-VJbg.k5XtXNA-n7ezs8t0rpddvVwi31H_R3AFgHMA9uqfUp1kU8E7kz_N9Sg0YCduWMsKblChpaw-EFgHira3Y3sLC3tmTHi1t4TcPZjvl5fpCqsLDGuEMAnvxH2SF2L1DMy8wQ0niRr-AgWf5vzzAOcJobh3-ER-BYnGe4Zq Eräiden hitaasti itävien siemenien itävyys. Die Keimfähigkeit einiger langsam keimenden Samen. -_ . . _ - - . . H-• Koesarja! Koesarja II Koesarja 111 Idätyskokeet ilman kylmäkäsittelyä Idätyskokeet kylmäkäsittelyineen Tetrazoliumkoe Keimversuche ohne Kältebehandlung Keimversuche mit Kältebehandlung Tetrazoliumversuch Itäneitä + itämät- Valtion siementarkastus- Kaikkien Itävyys % tömiä terveitä laitoksen kokeet laitosten . Ma . T ..Siemeniä »/ keskimää- Keimfähigkeit % Näyte Laji /o Versuche in der staatlichen räiset ar- Probe Art Gekeimte -(- unge- Samenkontrollanstalt. vot1 N:o keimte gesunde Mittel- Samen % werte aller Idätys Idätys -rl nstalten Näytteiden alkoi päättyi Valtion Kaikkien \ -pitämät Valtion Kaikkien o<^0n * Keimung Keimung siemen- laitosten |+ 1' siemen- laitosten näköinen begann beendet tarkas- keskimää- terveitä tarkastus - keskl " ltav yys /o am am tuslaitok- räiset Idätys Itäneitä sie- ... laitoksen määräiset Wahrschein- sen kokeet arvot1 alkoi meniä % es kokeet arvot1 ) Hehe Keim- Versuche Mittel- Keimung Gekeimte Samen% kim. Versuche Mittel- fähigkeit % 1 in der werte aller begann am Gekeimte inderStaat- werte aller staatlichen A nstalten 1 + unge- liehen Sa- A nstalten 1 Samen- keimte ge- menkont- kontroll- sunde Sa- rollanstalt anstalt I 15.7. 1954 29. 6. 1955 . me™ %aurchschn. 1. Carpinus betulus (1953) 22.3.1954 8.7.1954 0 + 55 0 + 64.ö|22. 3. 1954 6 30 552 54 54.3 55—65 2. Fraxinus excelsior (1952) » 12.7.1954 0 + 76 74, 733 * 45 68. 3 2 69 ’ 69.6 68—74 3. » » (1953) * » 0 + 88 [ 77, 763 * 46 79. 3 2 81 j 81.7 76—79 4. Prunus myroba- lana (1952) 17. 3.1954 19. 6. 1954 36.42 16. 3. 1954 33 64 31 + 66 84 94.1 95—97 5. * » (1953) * » 552 » 55 74 96 2 87 96.0 96 6. Pirus communis (1952) 1.4.1954 10.7.1954 20 + 0 6 +”2 22.3.1954 8 18 13.2+ 2.4 10 21.8 25 7. » » (1953) 31. 3. 1954 * 46 + 0 44 + - 0 19. 3. 1954 23 65 652 64 74.0 62—78 8. Rosa canina (1953) 15. 3. 1954 9. 7. 1954 0 + 69 0 + 69.3 15. 3. 1954 1 70 69.2 69 9. Tiliä grandifolia (1952) * 10. 7. 1954 0 + 81 0 + 86.7 » 2 76 85.5 87 io. » » (1953) » 8. 7. 1954| 0 + 92 j 0 + 89 * 3 86 88.9 89 1 Germin (6) mukaan. Nach Germ (6). 2 Itäneiden ja itämättömien terveitten siemenien yhteenlaskettu lukumäärä. Die Anzahl der gekeimten und der ungekeimten gesunden Samen ist zusammengerechnet angegeben. 3 Idätyksen päätyttyä siementen terveyttä tutkittaessa todettu alkioiden kasvaneen ennen näkyvää itämisvaihetta (kahden siementarkastuslaitoksen ilmoittamat määrät). 145 Koesarja IL Itävyystutkimus kylmäkäsittelemällä siemenet muutaman viikon, korkeintaan kolmen kuukauden ajan sekä sen jälkeen idätys korkeammassa lämpö- tilassa. Koesarja 111. Tetrazolium-värjäyskoe. Tämän suorittamista varten oli lähe- tetty ohjeet kutakin siemenlajia varten erikseen. Näitä tutkimusohjeita on Bulat selostanut julkaisussaan v. 1956 (3). Valtion siementarkastuslaitoksessa tapahtui eri koesarjojen siemenien kokeile- minen seuraavasti (vrt. taul.): Koesarja I. Lajeista Carpinus betulus (näyte 1), Fraxinus excelsior (näytteet 2 ja 3), Prunus myrobalana (näytteet 4 ja 5), Rosa canina (näyte 8) ja Tiliä grandi- folia (näytteet 9 ja 10) idätettiin 4xloo siementä hiekka-alustalla, pimeässä, n. 20—25° Cm lämpötilassa. Fraxinus excelsior-näytteiden siemenet kylmäkäsitel- tiin aluksi 87 vrkm ajan. Lämpötila oli ensimmäisen kuukauden aikana 3—6° C, toisen kuukauden aikana s—ll°5 —11° C ja kolmannen kuukauden aikana 9.5—13.5° C. Prunus myrobalanan siemenistä poistettiin kova luukerros ennen idättämistä. Pirus communis-näytteidcn siemenet (näytteet 6 ja 7) idätettiin nk. Jaco! ssenin idätysaltaassa, valossa, 20—30° Cm vaihtolämmössä (18 t 20° ja 6 t 30° C). Siemenet kuorittiin ja haavoitettiin 36 (näyte 6) ja 37 vrkm (näyte 7) kuluttua idätyksen alka- misesta. Koesarja 11. Näytteistä pantiin 5 X 100 siementä itämäänlehtimullan sekaiseen hiekkaan ja idätysastiat vietiin kylmään kellariin pimeään. Lämpötila oli kellarissa ensimmäisen kuukauden aikana 3—6° C, toisen kuukauden aikana s—ll° C ja kol- mannen kuukauden aikana 9.5—13.5° C. Tämän jälkeen idätysastiat siirrettiin n. 16° Cm lämpötilaan. Varsinaisen koeajan jälkeen, lokakuun 10 pmä, idätys- astiat siirrettiin takaisin kellariin, jonka alhaisin mitattu lämpötila oli loka-maalis- kuun aikana —4® Cja korkein lämpötila +lo° C. Tämän kylmäkäsittelyn jälkeen näytteet siirrettiin n. 16° Cm lämpötilaan. Koesarja 111. Värjäyskokeet suoritettiin keväällä v. 1954. Prunus myro- -6a/«M«-näytteiden siementen itämiskyky tutkittiin 2 x 100 siemenestä, muiden 3 x 100 siemenestä. Värjäys ja arvostelu tapahtuivat seuraavasti: 1 Carpinus betulus ja Rosa canina. Ensiksimainitun pähkylät ja jälkimmäisen siemenet turvotettiin yön ajan huoneenlämpöisessä vedessä, jonka jälkeen niiden leveämmästä päästä katkaistiin n. 1/4—1/3 ja pantiin 1 %:een värjäysliuokseen 2) + 30° Cm lämpötilaan 24 tunnin ajaksi. Alkiot irroitettiin neulalla. Niiden siemen- ten lisäksi, joiden alkio oli täysin värjäytynyt, katsottiin itämiskykyisiksi myös siemenet, joiden alkiojuuren kärki tai vähäiset osat alkiojuurta vastapäisessä sirkka- lehtien osassa olivat värittömiä. Fraxinus excelsior. Siemenkuori poistettiin ja siemenet turvotettiin vedessä yön ajan, jonka jälkeen siementen kummastakin päästä leikattiin pois n. 1 mm. Sitten ne värjättiin 24 tunnin ajan -|-30o Cm lämpötilassa. Tämän jälkeen siemenet *) Värjäystulos on arvosteltu GERMin kirjeellisesti antamien ohjeiden mukaisesti. a ) Myös muiden lajien siementen värjäykseen käytettiin samanlaista liuosta (2.3.5-trifenyltetra- zoliumkloridi-valmiste, nimeltä Tetrazol. Valmistaja: Bayer-Werke, Lewerkusen). 146 halkaistiin siten, että alkio paljastui. Itämiskykyisiksi katsottiin siemenet, joissa siemenvalkuainen oli joko täysin värjäytynyt tai oli siinä vain vähäisiä pinnallisia värjäytymättömiä kohtia. Alkion tuli olla kokonaan värjäytynyt. Väri ilmeni kui- tenkin niin heikkona, ettei sen perusteella katsottu voitavan tehdä siemenen itä- vyydestä riittävän varmoja johtopäätöksiä. Prunus myrobalana. Siemeniä ympäröivä luu rikottiin, jonka jälkeen siemenet pantiin yön ajaksi turpoamaan huoneenlämpöiseen veteen. Tämän jälkeen poistet- tiin kuori sekä siemenvalkuainen. Sitten siemenet värjättiin 20 tunnin ajan -f 30° C:n lämpötilassa. Niiden siementen lisäksi, joiden alkio oli täysin värjäytynyt, katsot- tiin itämiskykyisiksi myös sellaiset siemenet, joiden alkiojuuren kärki oli värjäyty- mätön ja alkiojuurta vastapäisessä sirkkalehtien kärkiosassa esiintyi vähäisiä vär- jäytymättömiä kohtia. Pirus communis. Siemenet turvotettiin yön ajan huoneenlämpöisessä vedessä, poistettiin kuori, ohut sisempi kalvo sekä siemenvalkuainen, jonka jälkeen sieme- net pantiin värjäysliuokseen n. 20 tunnin ajaksi + 30°C:n lämpötilaan. Niiden siementen lisäksi, joiden alkio oli täysin värjäytynyt, katsottiin itämiskykyisiksi myös siemenet, joiden alkiojuuren kärkiosa oli värjäytymätön ja alkiojuurta vasta- päisessä sirkkalehtien kärkiosassa esiintyi pieniä värjäytymättömiä kohtia. Tiliä grandifolia. Hedelmän kuori poistettiin, siemeniä turvotettiin yön ajan, jonka jälkeen poistettiin siemenkuori. Värjäysaika oli 24 tuntia +3o° C:ssa. Sie- menet avattiin siten, että alkio paljastui. Itämiskykyisiksi katsottiin siemenet, joiden alkio ja siemenvalkuainen olivat kokonaan värjäytyneet sekä myös sellaiset, joiden siemenvalkuaisessa esiintyi vähäisiä pinnallisia värjäytymättömiä kohtia. Tässäkin tapauksessa väri ilmeni niin heikkona, että varmojen päätelmien teko oli vaikeata. Tulokset Kokeiden tulokset nähdään oheisesta taulukosta, johon on kunkin koesarjan kohdalle sijoitettu myös Germui (6) julkaisemat, kaikilla siementarkastuslaitoksilla, samoilla siemenillä suoritetuista kokeista saatujen tulosten keskimääräiset arvot. Taulukon viimeisessä sarekkeessa ovat GERMin yhteenvetona esittämät arvot, joiden hän katsoo likimäärin vastaavan näytteiden todellista itämiskykyä. Tulos- ten suhteen todettiin seuraavaa: Carpinus betulus- näytteen värjäyskokeen tulos on yhdenmukainen keski- määräisten koetulosten ja idätyskokeen tulosten kanssa. Kummankin tutkitun Fraxinus evce/sior-siemennäytteen tuloksen voidaan katsoa tyydyttävästi vastaavan näytteiden todellista itämiskykyä. Molempien kokeiltavain Prunus myrobalana- näytteiden tulokset poikkeavat sen sijaan huomattavasti vastaavista keskimääräisistä tuloksista. Todennäköinen syy poikkeamiin on, että siementä ympäröivää luuta rikottaessa oli syntynyt vioit- tumia, jotka jäivät värjäytymättä ja siten terveitä siemeniä joutui lasketuksi kuolleitten ryhmään. Toisen Pirus communis- näytteen itämiskyky näytti olevan hieman parempi kuin värjäyskokeella saadun tuloksen perusteella olisi ollut odotettavissa. 147 Rosa canina-näytteen tulos on keskimääräisten koetulosten kanssa yhden- mukainen. Toisessa kokeiltavassa Tiliä grandifolia-näytteessä jäi tulos keskimääräisiä koetuloksia hieman heikommaksi. Tavallista idätystapaa käyttäen saatiin itämään vain Pirus communiksen siemenet, nekin vain edeltävän pitkäaikaisen kylmäkäsittelyn jälkeen. Kylmäkäsittely tehosi Carpinus betuluksen, Fraxinus excelsionn ja Prunus myrobalanan siemeniin vain osaksi, kun taas Rosa caninan ja Tiliä grandifolian siemeniin se käytännöllisesti katsoen ei vaikuttanut lainkaan. Pirus communiksen siementen itämisaika lyheni kun ne kuorittiin ja haavoitet- tiin n. kuukauden kuluttua idätyksen alkamisesta. Tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että menetelmä on myös tällöin liian epävarma. Kaikkien kokeissa olleiden lajien siementen itämiskykyä voidaan jossakin määrin selvittää myös siten, että siemenet kuoritaan ja niiden eri osien terveys silmävaraisesti tarkastetaan veitsellä avatuista siemenistä; samalla saadaan selville mahdollisesti esiintyvien tyhjien siementen määrä. Hitaasti itävien siementen itämiskykyä on ruvettukin tutkimaan edellä selostetulla tavalla. Menetelmän varjo- puolena on kuitenkin sen hitaus, sillä siemeniä on pidettävä kostealla idätysalustalla riittävän kauvan, tavallisesti muutaman viikon ajan, jotta lievästikin vioittuneissa siemenissä esiintyvät kuolleet solukot pehmenevät niin paljon, että ne voidaan veitsellä leikattaessa silmävaraisesti todeta. Vioittumattomat siemenet pysyvätkin yleensä täysin terveen näköisinä. (Vrt. 1, p. 92.) Värjäysmenetelmän etuna on, että siemenet tarvitsevat verraten lyhyen turvotusajan ennen värjäystä, joten sitä voidaan edellä selostettuun tarkastus- tapaan verrattuna pitää edistysaskeleena. Tetrazolium-menetelmän luotettavuu- desta ei voitu tehdä varmoja päätelmiä, sillä näytemäärä oli vähäinen ja kokeissa olleista näytteistä vain Piruksen siemenillä suoritetut idätykset johtivat positiivi- seen tulokseen. Kokeiden tulokset viittaavat kuitenkin siihen, että menetelmällä, varsinkin jos sitä edelleen kehitetään, voidaan päästä siementen itämiskyvyn arvos- telussa suurempaan yhdenmukaisuuteen kuin tutkittaessa siemenet ilman värjäystä. Värjäysmenetelmän kehittämiselle olisi tärkeätä, että saataisiin kehitetyksi menetel- mät, joilla siemenet saadaan itämään, sillä värjäysmenetelmällä saatujen tulosten luotettavuudesta voidaan vain siinä tapauksessa tehdä varmoja johtopäätöksiä, kun tulos on tarkistettavissa todellisen idätystuloksen perusteella. Päätelmiä Valtion siementarkastuslaitoksessa on tutkittu eräiden hitaasti itävien siemen- ten itävyyttä. Kokeet liittyivät kansainvälisen siementarkastusliiton (1.5.T.A.) biokemiallisten itävyyden määritysmenetelmien käyttömahdollisuuksia selvittele- vän komitean järjestämään tutkimukseen. Tutkimukset suoritettiin kuuden kasvilajin siemenillä. Näistä ainoastaan Pirus communiksen siemenet itivät tavallista idätysmenetelmää käytettäessä, nekin vain pitkäaikaisen kylmäkäsittelyn jälkeen. 148 Kaikkien tutkittavina olleiden kasvilajien siementen itämiskyvystä voidaan kuitenkin saada jossain määrin tietoa, kun siemenet kuoritaan ja paloitellaan ja tämän jälkeen solukkojen terveyden tilaa tarkastetaan silmävaraisesti. Tetrazolium-menetelmän etuna pelkkään silmävaraiseen tarkastukseen verrat- tuna on, että tarkastuksen suoritusta varten riittää verraten lyhyt siementen tur- votusaika. Näyttää ilmeiseltä, että tetrazolium-menetelmällä voidaan päästä kokeil- tavina olleiden kasvilajien siementen itämiskyvyn arvostelussa suurempaan yhden- mukaisuuteen kuin tutkittaessa siemenet ilman värjäystä. Värjäysmenetelmän kehittämisessä olisi tärkeätä, että saataisiin kehitetyksi sellaiset menetelmät, joilla kulloinkin tutkittavina olevista siemenistä voitaisiin saada idätystulos, sillä värjäysmenetelmällä saatujen tulosten luotettavuudesta voidaan vain siinä tapauksessa tehdä varmoja johtopäätöksiä, kun tulos on tarkis- tettavissa todellisen idätystuloksen perusteella. KIRJALLISUUTTA (1) Aalto-Setälä, J. E. 1931. Itämiskypsymättömien siementen idättäminen ja arvostelu. Maatal. tiet. aikak. 3: 91—103. (2) Ahlberg, E. 1954. Korsiviljojen itävyyden pikamääritys. Ibid. 26: 96—111. (3) Bulat, H. 1956. Test instructions according to the Lakon topographical tetrazolium-method for determining germinating capacity of tree seeds. XI. Intern. Seed Test. Congr. June, 1956. Preprint 3, 4 p. (4) Gadd, I. 1953. Report of the biochemical and seedling vigour test committee. X. Intern. Seed Test. Congr. May, 1953.Preprint 2, 16 p. (5) —»— & Kjaer, A. 1940, Über die Verwendbarkeit der Selen-und Indigokarminmethoden bei der Prüfung von Frost- und Fusariumgeschädigtem Getreide. Proc. Intern. Seed Test. Assoc. 12: 140—149. (6) Germ, H. 1956. Report of the biochemical viability test committee. XI. Intern. Seed Test. Congr. June, 1956. Preprint 15, 19 p. (7) International rules for seed testing. Proc. Intern. Seed Test. Assoc. 1956, 21: I—Bo. (8) Verhey, Ir. C. 1956. Die Unbrauchbarkeit des Tetrazoliumverfahrens zur Prüfung vom durch Trocknung verletzten Saatgut. XI. Intern. Seed Test. Congr. June, 1956. Preprint 12, 4 p. REFERAT: ÜBER DIE BESTIMMUNG DER KEIMFÄHIGKEIT EINIGER LANGSAM KEIMENDEN SAMEN DURCH DAS TETRAZOLIUMVERFAHREN E. O. Ahlberg Staatliche Samenkontrollanstalt, Helsinki In der Untersuchung sind in der staatlichen Samenkontrollanstalt ausgeführte vergleichende Ver- suche mit einigen langsam keimenden Samenarten behandelt worden. Die Versuche gehören zu der Forschungsarbeit, die veranstaltet worden ist von dem Komitee des internationalen Samenkontroll- verbandes (1.5.T.A.), das die Anwendungsmöglichkeiten biochemischer Methoden zur Bestimmung der Keimfähigkeit erhellt. Von den untersuchten Samen (s. Tabelle) Hess sich bei der Art Pirus communis unter Anwendung des gewöhnlichen Keimverfahrens ein positives Ergebnis erzielen. Der Samen bedarf jedoch zum Keimen einer lange dauernden Kältebehandlung. Das Keimen des Samens von Pirus communis Hess sich schneller dadurch zustande bringen, dass der Samen etwa einen Monat nach Beginn des Keimens geschält und verwundet wurde. Doch ist das Verfahren unsicher. Über die Keimfähigkeit der Samen aller zur Untersuchung vorgenommenen Arten lässt sich aber in gewissem Masse durch Untersuchung ihrer Gesundheit angeschälten und zerstückelten Samen nur mit Okularinspektion Kenntniss gewinnen. Der Vorteil des Tetrazoliumverfahrens gegenüber der inneren Prüfung der Samen besteht darin, dass für die Ausführung des Färbens eine verhältnismässig kurze Zeit des Aufquellens der Samen genügt. Es scheint offenbar, dass man unter Anwendung des Tetrazoliumverfahrens bei Beurteilung der Keim- fähigkeit der Samen der in die Versuche einbezogenen Arten zu grösserer Übereinstimmung als bei der Samenuntersuchungohne Färbung gelangt. Für das Entwickeln eines Färbverfahrens wäre es wichtig, dass solche Methoden ausgebildet werden könnten, durch die sich Keimergebnisse gewinnen Hessen, denn über die Zuverlässigkeit der durch die Färbmethode erhaltenen Ergebnisse können nur in dem Falle sichere Schlüsse gezogen werden, wenn das Resultat auf Grund eines wirklichen Keimergebnisses zu präzisieren ist. 149