TA_kogumik 2018-2019

SUSANNA VAIN
SUSANNA VAIN
levimine järgmisesse põlvkonda, võib olla mõttekas loovutada oma heaolu naabrite nimel,
kes kannavad samu geenikoopiaid selle indiviidiga, st. sugulasi. Selline käitumine on seda
mõttekam, mida lähem on sugulusaste (Hamilton 1963; Hamilton 1964). Hõimuvaliku
olemasolu taimedel on tõestatud mitmetes eksperimentides (Dudley & File 2007; Karban
et al. 2013; Murphy & Dudley 2009), kuid tõenäoliselt pole see looduses siiski sugugi sage
strateegia (Lepik et al. 2012). Teine võimalus koostöövõimelisuse väljakujunemiseks on
grupivalik, mis põhineb ideel, et looduslik valik toimib mitte indiviidide, vaid gruppide tasemel.
Sellisel juhul sõltub indiviidi edukus vaid sellest, kui eduka grupi liige ta on, mistõttu eeldab
grupivalik teatud koostöövõime olemasolu (Goodnight et al. 1992). Evolutsioonibioloogid
on pikalt vaielnud, kas grupivalik võiks olla arvestatavaks evolutsiooniliseks jõuks (Maynard
Smith 1976; West et al. 2007). Kuna grupivalik ei eelda, et grupi liikmete vahel oleks
mingisugunegi sugulus, on grupivaliku puhul koostöö tegemise ajendiks lihtsalt puhas isetus.
Seetõttu on grupivaliku esinemine looduses äärmiselt kaheldav (West et al. 2007). Seevastu
inimese poolt rakendatud kunstliku valiku tingimustes on grupivaliku võimalikkust tõestatud
taimedest (Goodnight 1985) mardikateni (Wade 1976). Ka põllumajandusest on olemas
edukas grupivaliku näide. Muiri (1996) läbi viidud eksperimendis aretati läbi grupivaliku
kanu vähem agressiivseteks. Kõigest kuue põlvkonnaga suudeti tõsta kanade eluvältelist
munatoodangut koguni 160%. Seetõttu on arutatud, et ka põllukultuuride sordiaretuses
võiks rakendada grupivalikut (Weiner et al. 2010).
Meie töörühmal on plaanis läbi viia katse uurimaks, kas grupivaliku abil on võimalik suurendada
taimede saagikust. Katsealuseks liigiks valiti Brassicaceae sugukonda kuuluv üheaastane
rohttaim Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Tegemist ei ole küll põllumajanduslikult olulise
liigiga, kuid vähene nõudlikkus keskkonnatingimuste osas ja 8-nädalane elutsükkel teevad
nimetatud liigi sobilikuks aretuskatse jaoks, mis hõlmab endas mitmete põlvkondade vältel
taimede kasvatamist. Selle katse eesmärgiks oli leida sobilik fenotüüp, mis oleks mõõdukalt
agressiivne ning millel samas oleks veel aretusruumi seemnetoodangu osas. Katses
kasvatati 20 eri geograafilisest paigast pärit ökotüüpi (kohalikele keskkonnatingimustele
kohastunud alamliik või liin (Merriam-Websteri sõnastik)), mis ühtlasi oli ka aluseks
fenotüübilise varieeruvuse loomisele. Erinevates keskkonnatingimustes erineb vegetatiivse
kasvu ja seemnetoodangu optimeerimine ning samuti ka konkurentsisuhted. Seetõttu võib
katse tulemuste põhjal teha üldökoloogilisi järeldusi liigisisese taimede käitumise plastilisuse
kohta. Artikkel põhineb autori bakalaureusetööl.
METOODIKA
Katses kasutati 20 eri geograafilisest regioonist pärit A. thaliana ökotüüpi. Esindatud
on ökotüübid mitmesuguste klimaatiliste tingimustega piirkondadest, alates niiskest
parasvöötmest kuni kuiva lähistroopikani. Ökotüüpide nimetused ja päritolumaad on välja
toodud Tabelis 1. Seemned pärinevad Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituudi taimsete signaalide
uurimisrühma laborist. Kõik seemned peale Est-1 on kogutud 2014. aasta jaanuaris (Est-1
2004. aastal).
Tabel 1. Katses kasutatud Arabidopsis thaliana ökotüüpide päritolumaad.
Ökotüüp Päritolumaa Ökotüüp Päritolumaa
Bur-0 Iirimaa No-0 Saksamaa
Can-0 Kanaari saared Oy-0 Norra
Col-0 USA Po-0 Saksamaa
Ct-1 Itaalia Rsch-4 Venemaa
Cvi-0 Roheneemesaared
Sf-2 Hispaania
Est-1 Eesti Tsu-0 Jaapan
Hi-0 Holland Wil-2 Venemaa
Kn-0 Leedu Ws-0 Venemaa
Ler-0 Saksamaa Wu-0 Saksamaa
Mt-0 Liibüa Zu-0 Šveits
20 A. thaliana ökotüübi monokultuuri külvati 44x25cm pottidesse tihedusega 1,05cm 2
taime kohta, mis vastas 1050 seemnele poti kohta. Vastav külvitihedus pärineb antud
katsele eelnenud eksperimendist, mille eesmärgiks oli mõõta A. thaliana biomassi ja
seemnetoodangut erinevatel tihedustel kasvanuna. Suure kasvutiheduse eesmärgiks oli
luua tugeva liigisisese konkurentsi olud, kus taimed on selgelt väiksema kasvuga kui üksi või
väiksel tihedusel kasvades, kuid siiski veel võimelised arvestataval hulgal seemneid tootma.
Seemned külvati liivaga läbisegatult pottidesse, kus oli turvasmulla ja vermikuliidi segu 2:1
suhtes. Enne külvamist hoiti seemneid 48 tundi külmkapis vees, et soodustada idanemist.
Külvati iga ökotüüp ühes korduses.
Taimi kasvatati kasvuhoones 12h valgusrežiimil. Kasvuperioodil kasteti taimi vastavalt
vajadusele, kuid enamasti igapäevaselt. Kord nädalas tõsteti potid juhuslikku järjekorda,
et elimineerida asukoha mõju kasvamisele. Kui taimed õitsesid, jagati pott kaheks – üks
pool maapealse biomassi ja juurte kogumiseks ning teine pool seemnete kogumiseks.
Pärast õitsemist, kui kõdrad on moodustunud, hakkavad taimed ära kuivama seemnete
valmimiseks ning siis pole enam võimalik juuri muudest mullakiududest eristada. Seetõttu
toimus biomassi ja seemneproovide kogumine eri aegadel. Eri ökotüüpidel on erinevad
kasvukiirused, mistõttu ökotüübid õitsesid eri aegadel ning seetõttu toimusid ka proovivõtud
vastavalt taime arengujärgule. Biomassi ei kogutud 1 cm ulatuses servadest, et eemaldada
servaefekti mõju. Kogutud taimede arv loeti kokku ning nii juurte kui ka biomassi proovid
kuivatati 75°C juures 48 h. Hiljem kaaluti seemnete, võsu ja juurte mass.
36 37