Ex-situ Saatgutsammlungen, allgemein als Samenbanken bezeichnet, erhalten die genetische Vielfalt von Pflanzenarten außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets und liefern das Rohmaterial für die Wiedereinführung von Arten und Bemühungen zur Regeneration von Ökosystemen. Sicherzustellen, dass solche Samensammlungen die große genetische Variation natürlicher Populationen widerspiegeln, ist sowohl für die gegenwärtige Erhaltung als auch für potenzielle zukünftige Wiederherstellungsbemühungen von entscheidender Bedeutung. Bei Nadelbäumen ist die Samenmorphologie hauptsächlich genetisch gesteuert. Daher könnte die morphologische Variation, die innerhalb von Koniferensamensammlungen bewertet wird, möglicherweise als kostengünstiges Instrument zur Schätzung der genetischen Variation innerhalb und zwischen Populationen verwendet werden, was einen einzigartigen Ansatz zur Information über Probenahmetechniken für zukünftige Samensammlungen bietet.

Torrey Pine stehen auf Santa Rosa Island, Channel Islands National Park, Kalifornien. Bildnachweis: L. Di Santo).

In ihrer neuen Studie, die in AoBP veröffentlicht wurde, Di Santo et al. Bewertung der morphologischen Merkmalsvariation in einem großen ex situ Sammlung von Torrey-Kiefern (Pinus torreyana) Samen, die von den beiden einheimischen Populationen in La Jolla, Kalifornien, und Santa Rosa Island, Kalifornien, USA, stammen. Die Art ist eine der seltensten Kiefern der Welt und aufgrund der geringen Populationsgröße, der geringen genetischen Vielfalt, des Klimawandels und der durch Umwelt und Mensch verursachten Störungen von entscheidender Bedeutung für den Naturschutz. In ihrer Arbeit quantifizierten die Autoren die Variationsverteilung für 14 samenmorphologische Merkmale (einschließlich der im Bild unten gezeigten) und bewerteten Unterschiede im Auflaufen zwischen Insel- und Festlandsämlingen. Letztendlich verwendeten sie mithilfe eines simulationsbasierten Ansatzes Schätzungen der Varianz innerhalb der Population, um die Anzahl der mütterlichen Familien zu bewerten, die erforderlich sind, um 95 % der Merkmalsvariation innerhalb jeder bestehenden Samensammlung zu erfassen.

Visuelle morphologische Messungen für Samen, die auf der Insel Santa Rosa und im Torrey Pine State Reserve gesammelt wurden. (A) Samenlänge (cm). (B) Saatbreite (cm). (C) Embryolänge (cm). (D) Embryonenbreite (cm). (E) Breite der Samenschale (cm). (F) Embryobereich (cm2). (G) Endospermbereich (cm2). (H) Saatfläche (cm2). Bildnachweis: Di Santo et al.

Di Santo et al. zeigen, dass die Variation von Saatgutmerkmalen bei der Erstellung populationsspezifischer Richtlinien zur Optimierung der erhaltenen genetischen Vielfalt hilfreich sein kann ex situ Sammlungen von Torrey-Kiefer (Pinus torreyana) und möglicherweise über alle Pflanzenarten mit weitgehend vererbbarer morphologischer Variation der Samen. Aus Sicht des Naturschutzes deuten die Ergebnisse darauf hin, dass zur Optimierung der in Torrey-Kiefernsamensammlungen erfassten genetischen Vielfalt eine Maximierung der Anzahl der innerhalb jeder Population beprobten Mutterfamilien erforderlich sein wird. Die Autoren schließen mit der Feststellung, dass ihre Ergebnisse und Schlussfolgerungen zwar spezifisch für die Torrey-Kiefer sein könnten, die empirischen, statistischen und simulationsbasierten Ansätze, die in ihrer Arbeit vorgestellt werden, jedoch wahrscheinlich auf erbliche Merkmale überall angewendet werden könnten ex situ Saatgutsammlungen anderer gefährdeter Pflanzenarten.

FORSCHUNGSARTIKEL

Di Santo, LN, Polgar, M., Nies, S., Hodgkiss, P., Canning, CA, Wright, JW, Hamilton, JA, 2021. Samenmorphologische Merkmale als Werkzeug zur Quantifizierung der in Ex-situ-Sammlungen gepflegten Variation: a Fallstudie in Pinus torreyana. AoB PLANTS. https://doi.org/10.1093/aobpla/plab058