Impact of selenium enrichment on seed potato tubers

Abstract

Suomessa perunaa joudutaan varastoimaan pitkaan. Varastoinnin aikana siemenperunassa tapahtuu fysiologisia ja biokemiallisia muutoksia, jotka johtavat hiljalleen fysiologiseen vanhenemiseen ja sita kautta mukulan elinvoiman ja sadonmuodostuskyvyn alenemiseen. Seleeni (Se) on valttamaton alkuaine ihmisten ja elainten terveydelle. Viljelykasvien ei ole katsottu valttamatta tarvitsevan seleenia. Kuitenkin pienen seleenilisayksen on havaittu lisaavan kasvien antioksidatiivista kapasiteettia, parantavan kasvien kasvua, satoa ja laatua seka hidastavan kasvien vanhenemista. Helsingin yliopistossa Soveltavan biologian laitoksella tutkittiin voiko seleeni edistaa siemenperunan elinvoiman sailymista seka hidastaa vanhenemista varastoinnin aikana. Seleenirikastetut siemenperunat tuotettiin edellisena kasvukautena kasvihuoneessa kasveissa, jotka kasvatettiin nousevilla seleenimaarilla (0, 0.0035, 0.01, 0.075 ja 0.9 mg Se kg-1) lannoitetussa kvartsihiekassa, joilla siemenperunoiden seleenipitoisuudet olivat keskimaarin 0.01, 0.09, 0.20, 1.33 and 16 Êg Se g-1 kuivapainoa, tassa jarjestyksessa. Seleenin vaikutusta siemenperunan itujen kasvuun tutkittiin maarittamalla itujen lukumaara ja itamiskapasiteetti. Iduista maaritettiin vapaiden polyamiinien pitoisuus. Malondialdehydin (MDA) ja liukoisten sokereiden kertyminen sekä tärkkelyksen hajoaminen määritettiin siemenperunoista varastoinnin aikana. Siemenperunoiden elinvoima tutkittiin kasvihuonekokeissa määrittämällä taimettumisaika, kukinnan alkamisaika, pääversojen lukumäärä sekä kasvikohtaisesti sato, mukulalukumäärä ja mukulapaino. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että korkeimmat seleenilisäykset (0.075 ja 0.9 mg kg-1) paransivat itämiskapasiteettia eli suurempi osa olemassa olevista iduista oli lähtenyt kasvuun. Korkeimmalla seleenirikastuksella oli positiivinen vaikutus itujen vapaan putreskiinin pitoisuuteen. Lisääntynyt itujen kasvu ei ollut yhteydessä siemenperunoiden elinvoimaan eli tuotetun sadon määrään. Seleenirikastuksella ei ollut vaikutusta perunoiden MDA:n eikä liukoisten sokereiden kertymiseen eikä tärkkelyksen hajoamiseen. Korkein sato tuotettiin kuusi kuukautta varastoidulla siemenperunalla, riippumatta seleenilisäyksestä. Kahdeksan kuukautta varastoidut siemenperunat sen sijaan tuottivat alhaisemman sadon, mikä viittaa siihen, että siemenperunan optimaalinen ikä oli jo ohitettu. Tulokset osoittavat, että seleenirikastuksella ei ollut selvää siemenperunoiden vanhenemista hidastavaa eikä niiden elinvoimaa edistävää vaikutusta.

The aim of this study was to investigate the effect of Se enrichment on the growth of sprouts and growth vigour of seed potatoes (Solanum tuberosum L.) stored for 2 to 8 months. Our results showed that Se did not affect the duration of dormancy. At the high addition levels (0.075 and 0.9 mg kg-1 quartz sand), Se had some positive effects on the growth of sprouts. The peak sprouting capacity was reached after 8 months of storage. The highest Se enrichment of tubers had some positive effect on the free putrescine content in sprouts. However, the better growth of sprouts was not consistent with the growth vigour of the seed tubers and yield produced. Selenium had no significant effect on the malondialdehyde (MDA) or on the concentration of soluble sugars and starch. No significant effect of added Se on the early growth, stem and tuber numbers and yield parameters was observed. Irrespective of the level of Se added, the highest yield was harvested from plants produced with seed tubers stored for 6 months. Our results indicate that Se had some positive effects on the growth of sprouts, but it had no consistent effect on the growth vigour of seed tubers.