| dc.date.accessioned |
2020-07-03T10:34:44Z |
|
| dc.date.available |
2020-07-03T10:34:44Z |
|
| dc.date.issued |
2020-07-03 |
|
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/123456789/30473 |
|
| dc.title |
Woodland Strawberry (Fragaria vesca) Summer and Winter Leaf Development, Stolon Production and Leaf Pigments in Twelve European Genotypes under Different Temperature Treatments |
en |
| ethesis.discipline.URI |
none |
|
| ethesis.faculty |
Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta |
fi |
| ethesis.faculty |
Faculty of Biological and Environmental Sciences |
en |
| ethesis.faculty |
Bio- och miljövetenskapliga fakulteten |
sv |
| ethesis.faculty.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/4d959249-d6aa-44fa-93ff-807dbf9ffaae |
|
| ethesis.university.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97 |
|
| ethesis.university |
Helsingin yliopisto |
fi |
| ethesis.university |
University of Helsinki |
en |
| ethesis.university |
Helsingfors universitet |
sv |
| dct.creator |
Tolvanen, Kristiina |
|
| dct.issued |
2020 |
|
| dct.language.ISO639-2 |
eng |
|
| dct.abstract |
Kasvien ekofysiologiaan ja ekologiaan vaikuttavat vahvasti niitä ympäröivät olosuhteet. Sopeutuminen vallitseviin olosuhteisiin auttaa kasveja selviytymään ja menestymään. Talvi on kasveille haaste, erityisesti pohjoisilla leveysasteilla ja vuoristoisilla alueilla, sillä se altistaa kasvit mm. kylmyydelle ja kuivuudelle. Lajitasolla kasvit selviytyvät talvesta geneettisesti erilaisten sopeutumien avulla sekä yksilötasolla vuosikierrossaan myös akklimaation avulla. Ahomansikan (Fragaria vesca) on havaittu kasvattavan talven ajaksi erilliset talvilehdet, joiden avulla kasvi pystyy jatkamaan yhteyttämistä leudoissa olosuhteissa talven aikana. Tämä parantaa sen energiatasapainoa sekä sallii sen aloittaa kasvun muita lajeja aiemmin keväällä, mikä on eduksi lajien välisessä kilpailussa. Laji on myös levinnyt laajalle alueelle pohjoisella pallonpuoliskolla, jossa sen eri genotyyppejä tavataan hyvin erilaisista olosuhteista. Sopeutumisen mukanaan tuomat erityispiirteet kuten erillisten talvilehtien tuottaminen voivat kuitenkin muuttua haitalliseksi, mikäli olosuhteet muuttuvat nopeasti. Ilmastonmuutos tuo mukanaan vaikeasti ennustettavia muutoksia, jotka etenevät kasvien kehityshistorian näkökulmasta nopeassa tahdissa.
Työn tavoitteena oli tutkia lämpötilan vaikutusta eri ahomansikkagenotyyppien kesä- ja talvilehtien kehitykseen, rönsyjen muodostukseen sekä kesä- ja talvilehtien klorofylli-, flavonoli- ja antosyaanipitoisuuteen. Lehtien klorofylli- ja sekundääriyhdisteiden pitoisuudet antavat tietoa lehtien kehityksestä ja stressireaktioista. Antosyaaneja tuotetaan suojelemaan fotosynteesikoneistoa klorofyllin talteenoton ja lehtien kuoleman yhteydessä, ja niitä kehittyy myös vasteena aleneviin lämpötiloihin. Tutkimuksen avulla saadaan tietoa ahomansikan ja taloudellisesti arvokkaiden Rosaceae-suvun lajien ekofysiologisista prosesseista, erityisesti talviekologian kannalta, sekä näiden kasvien mahdollisista vasteista ilmastonmuutokseen.
Tutkielman aineisto koostui kahdestatoista eurooppalaisesta ahomansikkagenotyypistä, jotka oli alun perin kerätty viidestä maasta: Norja, Suomi, Saksa, Italia ja Espanja. Alkuperät oli kerätty eri leveysasteilta, ja myös niiden kasvupaikat sijaitsivat eri korkeuksilla. Tutkimuksessa koekasveja pidettiin kasvihuoneessa kahdessa eri lämpötilakäsittelyssä, lämpimässä (+16°C) ja viileässä (+11°C/kuusi viikkoa, jonka jälkeen +6°C/neljä viikkoa). Kokeen aikana lehtien kehitystä tutkittiin mittaamalla kesä- ja talvilehdistä keskilehdykän leveys ja pituus sekä lehtiruodin pituus. Koekasvien rönsyt laskettiin viikoittain ja samalla seurattiin rönsyjen tuotantoa suhteessa kesälehtien lakastumiseen ja talvilehtien kehitykseen. Lehtien klorofylliä ja sekundääriyhdisteitä mitattiin Dualex-mittarilla, jolla saatiin arvot klorofylli-, flavonoli- ja antosyaanipitoisuudesta. Taustaoletuksena oli, että kylmä lämpötila olisi talvilehtien kehitykseen ja kesälehtien lakastumiseen vaikuttava tekijä.
Tulokset osoittivat, että kesälehtien koossa oli eroja eri genotyyppien välillä. Talvilehdillä eroja oli tämän lisäksi myös saman genotyypin sisällä eri lämpötilakäsittelyissä. Rönsyjä kehittyi viileässä lämpötilassa vähemmän ja niiden tuotanto lakkasi hieman aiemmin kuin lämpimässä. Kesälehtien klorofyllipitoisuus laski molemmissa lämpötilakäsittelyissä, ja kesälehdet lakastuivat aiemmin lämpimässä huoneessa. Kesälehtien flavonoli- ja antosyaanipitoisuudet olivat keskimäärin korkeampia viileämmässä lämpötilakäsittelyssä. Antosyaaneja kehittyi myös talvilehdillä viileässä lämpötilassa.
Johtopäätöksenä voitiin todeta, että eri genotyyppien välillä on niiden alkuperästä johtuvia eroja, mutta lisäksi lämpötila vaikuttaa talvilehtien kehitykseen, rönsyjen muodostumiseen ja sekundääriyhdisteiden tuotantoon. Kehittyvien talvilehtien kokoon lämpötilalla oli selkeä vaikutus siten, että alhaisemmassa lämpötilassa lehdistä kehittyi pienempiä genotyypin alkuperästä riippumatta. Antosyaaneja kehittyi kesälehdissä enemmän kuin talvilehdissä, ja kesälehdillä niiden pitoisuus oli korkeampi viileämmässä lämpötilakäsittelyssä, jossa yhdistyivät fotosynteesikoneistoon liittyvä stressi ja kylmyys. Alhaisempi lämpötila ei kuitenkaan selittänyt kaikkia tutkimuksessa tarkasteltuja kasvien kehitykseen liittyviä eroja. Niinpä on todennäköistä, että ahomansikoiden talveentumiseen ja talvilehtien kehittymiseen vaikuttaa lämpötilan ohella jokin muu tekijä, esim. valo-olosuhteet. Jatkona työlle olisi mahdollista tutkia valo-olosuhteiden tai lämpenevien talviolosuhteiden vaikutusta Fragaria vesca -genotyyppien talvilehtien kehitykseen ja lajin fysiologiaan. |
fi |
| dct.abstract |
Ecophysiology and ecology in plants are strongly affected by the conditions surrounding them. Adaptation aids plants to survive and to succeed in the prevailing conditions. Winter is a challenge to plants, particularly in northern latitudes and higher altitudes, because it exposes plants to cold and drought, for example. Plants survive from winter on species level with the help of genetic adaptations and as individuals also with the help of acclimation. Woodland strawberry (Fragaria vesca) has been observed to grow separate winter leaves. This allows it to continue photosynthesis in mild conditions during winter, thus improving its energy balance, and to start growing earlier than other species in the spring, which is beneficial in interspecific competition. Fragaria vesca is a species that has wide distribution in the northern hemisphere, and its genotypes are found from very different locations and conditions. However, adaptive traits such as producing a new set of leaves for winter can turn out to be a disadvantage if environmental conditions change rapidly. Climate change brings about changes that are difficult to predict, and these changes are advancing at a fast pace when compared to the developmental history of plants.
The aim of this thesis was to study the effect of temperature on summer and winter leaf development, stolon formation and summer and winter leaf chlorophyll, flavonol and anthocyanin content in different Fragaria vesca genotypes. Leaf chlorophyll and secondary compound content give information about leaf development and stress reactions in plants. Plants are known to produce anthocyanins in order to protect the photosynthetic apparatus during chlorophyll recovery in leaf senescence. Anthocyanins are also produced as a response to low temperatures. Research increases knowledge of the ecophysiological and winter ecology-related processes in Fragaria vesca and in the commercially valuable Rosacea-family as well as provides information about the possible responses of these organisms to climate change.
Material for the study consisted of twelve European Fragaria vesca genotypes, which had originally been collected from five countries: Norway, Finland, Germany, Italy and Spain. The genotypes had been collected from different latitudes, and they also expressed altitudinal differences. In this study, these genotypes were kept in two temperature treatments, warm (+16°C) and cold (+11°C/six weeks, after which +6°C/four weeks) at a greenhouse. Leaf development was studied by measuring summer and winter leaf middle leaflet width and length, and petiole length. Stolons from each plant individual were counted on a weekly basis and observations about stolon production in relation to the timing of summer leaf senescence and winter leaf development were made at the same time. Leaf chlorophyll and secondary compound content was measured with a Dualex-meter, which provided values for chlorophyll, flavonol and anthocyanin content. The underlying assumption was that cold temperature would induce winter leaf development and summer leaf senescence.
The results show that there were differences in summer leaf size between genotypes. Winter leaves had differences between genotypes, but also within genotypes at different temperature treatments. Stolon count was lower and stolon production ceased slightly earlier in the cold treatment. Moreover, summer leaf chlorophyll content decreased in both treatments, but the summer leaves senesced earlier in the warm room. Summer leaf flavonol and anthocyanin values were generally higher in the cooler temperature treatment. Anthocyanins were also produced by winter leaves in the cooler temperature treatment.
Based on the results, Fragaria vesca genotypes had differences related to their origin, but temperature also had an effect on winter leaf development, stolon production and the production of secondary compounds. The effect of cold temperature on the size of developing winter leaves was clear. In the cooler temperature treatment, the winter leaves were smaller than in the warmer treatment. The anthocyanin content of summer leaves was higher than in the winter leaves, and the summer leaf anthocyanin content was higher in the colder temperature treatment, where the stress related to the photosynthetic apparatus and low temperatures was combined. Nevertheless, lower temperature did not explain all the responses observed in the genotypes of the study, and thus it is likely that acclimation and winter leaf development in Fragaria vesca are affected by some other factor in addition to temperature, e.g. light regime. A possible continuation for this work would be to study the effect of light conditions or milder winters on winter leaf development in Fragaria vesca genotypes and on the physiology of the species. |
en |
| dct.subject |
Fragaria vesca |
en |
| dct.subject |
winter ecology |
en |
| dct.subject |
adaptation |
en |
| dct.subject |
acclimation |
en |
| dct.subject |
chlorophyll |
en |
| dct.subject |
anthocyanin |
en |
| dct.subject |
flavonol |
en |
| dct.subject |
ecophysiology |
en |
| dct.language |
en |
|
| ethesis.language.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng |
|
| ethesis.language |
English |
en |
| ethesis.language |
englanti |
fi |
| ethesis.language |
engelska |
sv |
| ethesis.supervisor |
Åström, Helena |
|
| ethesis.supervisor |
Saarinen, Timo |
|
| ethesis.thesistype |
pro gradu -tutkielmat |
fi |
| ethesis.thesistype |
master's thesis |
en |
| ethesis.thesistype |
pro gradu-avhandlingar |
sv |
| ethesis.thesistype.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis |
|
| dct.identifier.ethesis |
E-thesisID:7a07b80e-cd27-4c11-a3bb-8c05507616f3 |
|
| ethesis-internal.timestamp.reviewStep |
2020-05-15 09:21:41:915 |
|
| ethesis.principalprofessor |
Åström, Helena |
|
| dct.identifier.urn |
URN:NBN:fi:hulib-202007033590 |
|
| dc.type.dcmitype |
Text |
|
| ethesis.facultystudyline |
ei opintosuuntaa |
fi |
| ethesis.facultystudyline |
no specialization |
en |
| ethesis.facultystudyline |
ingen studieinriktning |
sv |
| ethesis.facultystudyline.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/SH57_NULL |
|
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Kasvibiologian maisteriohjelma |
fi |
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Master's Programme in Plant Biology |
en |
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Magisterprogrammet i växtbiologi |
sv |
| ethesis.mastersdegreeprogram.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/MH57_002 |
|
