Epichloë-endofyytin vaikutus ruokonadan (Festuca arundinacea) leviämiseen

Abstract

Monet abioottiset ja bioottiset tekijät voivat rajoittaa kasvien leviämisen avulla saavutettua maantieteellistä esiintymisaluetta eli levinneisyyttä. Endofyytit elävät symbiontteina tiiviissä vuorovaikutussuhteessa kasvilajien kanssa ja ovat bioottisia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa isäntäkasvien kelpoisuuteen ja täten mahdollisuuksiin levitä uusille levinneisyysalueille. Useilla heinälajeilla esiintyy Clavicipitaceae-heimoon kuuluvan Epichloë-suvun sieniendofyyttejä, jotka siirtyvät vertikaalisesti siementen mukana uusiin isäntäkasveihin. Epichloë-suvun endofyytit toimivat maataloudessa usein heinien mutualistisina symbiontteina, jotka voivat vaikuttaa isäntäkasvien kasvuun ja lisääntymiseen sekä suojata niitä tuottamiensa alkaloidien avulla kasvinsyöjiltä. Heinien pohjoisilla levinneisyysrajoilla esiintyvien populaatioiden endofyyttifrekvenssien on havaittu olevan korkeita, mikä viittaa endofyytin toimivan siellä valintaetuna. Tässä tutkielmassa tutkin ruokonadan systeemisen vertikaalisesti siementen mukana siirtyvän Epichloë-suvun endofyytin vaikutuksia ruokonadan (Festuca arundinacea) leviämiseen. Tarkastelin perustajapopulaation läheisyyteen levinneen (osa)populaation endofyytillisten ruokonatojen osuuden muutosta perustajapopulaation tunnetusta endofyyttifrekvenssistä keräämällä levinneiden ruokonatojen siemeniä ja selvittämällä mikroskopoinnilla niiden endofyyttistatuksen. Pyrin selittämään endofyyttifrekvenssin muutosta tutkimalla eroja endofyytillisten ja endofyytittömien ruokonatojen siementuotossa, siementen itävyydessä ja kilpailukyvyssä. Tutkin siementuottoa arvioimalla ruokonatojen yhden siemenen ja siementen kokonaispainon perusteella tuotetun siemenmäärän. Toteutin idätyskokeen kasvihuoneessa idättämällä istutuspurkeissa ruokonatojen siemeniä. Tutkin kilpailukykyä kenttäkokeessa, jossa ruokonadat kilpailivat niittykasvillisuuden kanssa. Endofyytillisten ruokonatojen osuus oli kasvanut koealan läheisyyteen levinneessä (osa)populaatiossa verrattuna perustajapopulaatioon, eli endofyytti toimi todennäköisesti valintaetuna ruokonadan leviämisessä. Vain endofyytillisten kasvien suurempi siementuotto tuki endofyyttifrekvenssin kasvua, eikä muiden tutkittujen ominaisuuksien, itävyyden ja kilpailukyvyn, tarkastelu tukenut oletusta ja havaintoa endofyyttifrekvenssin kasvusta. Endofyytti lisäsi ruokonadan siementuottoa ja aiempien tutkimusten perusteella vähentää tuottamiensa alkaloidien avulla kasvinsyöntiä. Ehdotan endofyytin toimivan näiden ominaisuuksien suhteen valintaetuna ruokonadan leviämisessä sen levinneisyysalueen pohjoisrajalla.