Χαρακτηρισμός του λούπινου των Άνδεων (L. mutabilis Sweet) και καταγραφή των επικονιαστών του σε δύο τοποθεσίες στην Ελλάδα

Abstract

Η ανάγκη του ανθρώπου για πρόσληψη πρωτεΐνης μέσω της διατροφής έρχεται αντιμέτωπη με την αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού του πλανήτη γη και την παγκόσμια οικονομική κρίση την οποία διανύουμε με αποτέλεσμα να υπάρχει ανάγκη εύρεσης νέων εναλλακτικών πηγών πρωτεΐνης. Το λούπινο των Άνδεων, Lupinus mutabilis Sweet, καλλιεργείται εδώ και αιώνες στην περιοχή των Άνδεων και τα τελευταία χρόνια υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την καλλιέργειά του στην Ευρώπη κυρίως λόγω του υψηλού ποσοστού ελαίου και πρωτεΐνης στο σπόρο του. Η παρούσα μελέτη διερευνά για πρώτη φορά την καταλληλότητα του λούπινου των Άνδεων ως εναλλακτική πρωτεϊνούχα καλλιέργεια στην Ελλάδα. Ο κύριος στόχος της μελέτης είναι η επιλογή κατάλληλων γονοτύπων για τις ελληνικές συνθήκες καλλιέργειας που θα δίνουν υψηλές αποδόσεις σε σπόρο και θα έχουν υψηλό ποσοστό πρωτεΐνης στα σπέρματα. Για το σκοπό αυτό έγινε λεπτομερής χαρακτηρισμός με τη χρήση 38 ποσοτικών χαρακτηριστικών εκ των οποίων 8 αφορούν το βλαστικό στάδιο, 15 το αναπαραγωγικό, 13 σχετίζονται με τις αποδόσεις και 2 με τα χαρακτηριστικά του σπόρου. Επίσης εξετάστηκαν 36 ποιοτικά χαρακτηριστικά εκ των οποίων 24 στο στάδιο ανάπτυξης, 4 στο αναπαραγωγικό στάδιο, 1 κατά τη συγκομιδή και 7 τα οποία αποτελούν χαρακτηριστικά του σπόρου. Το γενετικό υλικό περιελάμβανε οχτώ καταχωρήσεις L. mutabilis, μία καταχώρηση L. albus και μια καταχώρηση L. angustifolius. Η αξιολόγηση έγινε σε δύο ελληνικές τοποθεσίες, στην Καλαμάτα όπου οι τιμές pH και ανθρακικού ασβεστίου του εδάφους ήταν pH = 7,6 και CaCO3% = 15.46% και στην Αθήνα όπου οι αντίστοιχες τιμές ήταν pH = 7,9 και CaCO3% = 17.46%. Επιπλέον, έγινε καταγραφή των επικονιαστών, των εχθρών και ασθενειών της καλλιέργειας στις δύο τοποθεσίες. Πραγματοποιήθηκε Ανάλυση Διασποράς και μη παραμετρικός έλεγχος των 38 ποσοτικών χαρακτηριστικών με σκοπό την εύρεση ύπαρξης διαφορών μεταξύ των καταχωρήσεων. Οι καταχωρήσεις L. mutabilis εμφάνισαν υψηλότερο ποσοστό πρωτεΐνης στο σπόρο σε σχέση με τα βοτανικά είδη L. albus και L. angustifolius. Η Δικτυωτή ανάλυση στο χώρο έδειξε ότι υπάρχει σημαντική αλληλεπίδραση ποικιλίας-τοποθεσίας για χαρακτηριστικά οικονομικού ενδιαφέροντος όπως είναι το ποσοστό πρωτεΐνης στο σπόρο, και το βάρος 100 σπόρων. Η ομαδοποίηση των εξεταζόμενων καταχωρίσεων, όπως προέκυψε από την ανάλυση συστάδων, είναι σε πλήρη συμφωνία με το βοτανικό είδος στο οποίο ανήκουν. Η μελέτη των συσχετίσεων μέσω των τιμών του συντελεστή Pearson έδειξε ότι η απόδοση σε σπόρο των εξεταζόμενων καταχωρήσεων εμφανίζει στατιστικά σημαντική θετική συσχέτιση (> 0,69) με τον αριθμό λοβών και σπόρων σε πλάγιο βλαστό που φέρει ταξιανθία πρώτης τάξης, τον αριθμό λοβών ανά φυτό, το μήκος λοβού, τον αριθμό σπόρων ανά λοβό, το βάρος σπόρων ανά φυτό και το υπέργειο βάρος φυτού αμέσως μετά τη συγκομιδή. Οι επικονιαστές που καταγράφηκαν να επικονιάζουν τα εξεταζόμενα φυτά λούπινου ανήκουν στην τάξη Hymenoptera και στα γένη Apis, Xylocopa, Megachile και Anthophora. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δίνουν τις πρώτες πληροφορίες στην διαδικασία εύρεσης του κατάλληλου γονοτύπου L. mutabilis για τις ελληνικές συνθήκες καλλιέργειας οι οποίες θα μπορέσουν επιπλέον να χρησιμοποιηθούν σε βελτιωτικά προγράμματα άλλων χωρών της νότιας Ευρώπης.

The human need for protein intake through the diet is increasing for the ever-growing human population of the planet earth. Therefore there is an urgent need to find new alternative sources of protein. Andean lupine, Lupinus mutabilis Sweet, has been cultivated for centuries in the Andean region, and in recent years an interest of its cultivation in Europe is growing, mainly because of its high oil and protein content in its seeds. This thesis studies for the first time the suitability of Andean lupine as an alternative protein crop in Greece. The main objective of the study is the selection of suitable genotypes for Greek cultivation conditions that will be able to give high seed yields and high seed protein content. For this purpose a detailed characterization using 38 quantitative traits was made. 8 of them refer to the vegetative stage, 15 to the reproductive, 13 to the yields, and 2 to the seed characteristics. 36 qualitative traits were also examined, of which 24 refer to the vegetative stage, 4 to the reproductive stage, 1 to harvest, and 7 to seed’s characteristics. The genetic material examined was eight L. mutabilis accessions, one accession of L. albus and one of L. angustifolius. The experiment was conducted in two Greek locations, namely Kalamata, where the soil has a pH value of 7.6 and a CaCO3% value of 15.46% and Athens, where the corresponding values were 7.9 and 17.46%. Recording of pollinators, pests and crop diseases was done in both locations. Analysis of Variance and the No Parametric Test of Kruskal-Wallis were carried for the 38 quantitative characteristics out in order to find out the differences between the accessions. L. mutabilis accessions had a higher seed protein content compared to the botanical species L. albus and L. angustifolius. Combined Analysis over Location shown that there is a significant accession-location interaction for traits of economic interest such as protein content of the seed and 100 seeds weight. The aggregation of the accessions examined, as derived from the Cluster Analysis, is in full agreement with the botanical species to which they belong to. The study of correlations through Pearson coefficients showed that the seed yield of the tested accessions has a statistically significant positive relationship (> 0.69) with the number of pods and seeds in first order side branches, the number of pods per plant, the pod length, the number of seeds per pod, the weight of the seeds per plant and the over ground weight of the plant immediately after harvest. Pollinators recorded to pollinate the examined lupine accessions belong to the Hymenoptera class and to the Apis, Xylocopa, Megachile and Anthophora genera. The results of the present study give the first information in the process of finding the appropriate L. mutabilis genotype for the Greek cultivation conditions, which can also be used in breeding programs of other countries of southern Europe.