Diplomová práce

15.2 Obsah semen v souplodích
Obsah semen v souplodích jsem studoval z důvodů prověřování rozdílů obsahu semen v souplodích mezi taxony, z důvodů ověřování plodnosti jednotlivých rostlin (souvztažnost k opylovaní a květní biologii) a narazil jsem i na problematiku jevu redukce souplodí podle obsahu vyvíjejících se semen.
Obsah semen v souplodích lze zaznamenat různými způsoby:
1) vážením semen (s či bez sarkotesty) získaných ze souplodí

2) počítáním plodných měchýřků (výhodou je, že lze analyzovat i šáchy s vypadanými semeny, nevýhodou je malá přesnost a časté chyby v odhadu, které měchýřky opravdu semena obsahovaly)

3) počítání vyvinutých semen v souplodích (nevýhodou je, že vypadlá semena nemusí být započítána; u ještě dužnatých souplodích je tato metoda nejoptimálnější; použil i Ishida et al. 2003)
Pro vlastní analýzy jsem použil metodiku počítání plodných měchýřků a vyvinutých semen v souplodích. Bohužel data nejsou vzájemně převoditelná a malé množství dostupných dat neumožnilo ani vyhodnocení závislosti velikosti souplodí na obsahu semen, ani srovnání obsahu semen v souplodích mezi taxony.

Bezsemenné šáchy mají délku vlastní plodné části šáchu 1,2-4 cm (patrně záleží i podle taxonu). Šáchy s dužnatou částí, ale malým obsahem semen (cca 3-5 semen), jsou poněkud větší, než šáchy bezsemenné, ale jsou redukovány rovněž krátce po odkvětu květů z kterých vznikly (přelom červena a července). V roce 2003 byla opylena i poupata se záměrem opylení 3 až nekolika málo blizen. Tato opylení nebyla provedena standardním způsobem, přesto předběžným výsledkem je závěr, že šách neprochází prvoredukcí při obsahu alespoň 4 semen (alespoň některý sektor je dužnatý, záleží na minimálním požadavku obsahu a rozmístění semen v souplodích a skutečném dozrání souplodí). U souplodí s 6 semeny jsem několikrát zaznamenal plodnost v době zrání. Rozměry takových šáchů byly např. 7,4 x 3,2 cm u M. tripetala, což odpovídá i šáchům s větším počtem semen. Dozrávající šáchy s vyvíjejícími se semeny mají v srpnu již téměř definitivní velikost. Pokud jde o rozdíly ve velikosti, ty jsou zdokumentovány v kapitole morfologická analýza (M. obovata má větší šáchy s více měchýřky). Definitivní velikost šáchů záleží na počtu měchýřků (čím více, tím větší šáchy) a vyvíjejích se semen (uměle opylené šáchy měly větší rozměry než šáchy opylené přirozeně, neboť obsahovaly mnohem více semen - dokonce tolik, že to téměř odpovídalo počtu vajíček ve všech semenících /v jednom případě pouze asi 5 měchýřků nebylo opyleno/).

Genetická variabilita semen v souplodích:
U mnohých druhů probíhá intenzivní kompetice mezi láčkami, při níž jednotlivé láčky mezi sebou soupeří o možnost oplodnit vaječnou buňku. Ani samičí rostlina (či samičí orgány květu) není v tomto směru pasivní, Matthys-Rochon et al. (1987) sec. Flegr (2005), Charlesworth et al. (1987) sec. Flegr (2005). Bylo zjištěno, že u některých druhů dokáže samičí rostlina podstatnou měrou ovlivnit, které z pylových láček první dorazí k vaječným buňkám. Bylo pozorováno, že samičí rostlina přitom někdy zohledňuje genetickou diverzitu potomstva (každé semeno v plodu má pokud možno jiného otce), jindy snad dokonce přizpůsobují výběr otce momentálním vnějším podmínkám (sucho, vlhko), případně i svému vlastnímu genotypu.

Rod Magnolia s polymerickým gyneceem jevy spojené s genetickou variabilitou vznikajících semen v souplodích umožňuje studovat (tedy i kompetici mezi láčkami). Genetickou variabilitu semen v souplodích při opylování různě smíšeným pylem několika květů (či pylu kontaminovaného opylovači) nebo i přirozeně opylovaných květů hemžícími se brouky v našich podmínkách je možno studovat i mikrosatelitními DNA markery (užitím mikrosatelitních markerů u M. obovata se zabýval Isagi 1999). Zajímavé by mohlo být zejména zjištění genotypů malých a deformovaných semen, která jsem v souplodích nacházel (předpokládaný vliv geitonogamie - geitonogamie má vliv na životaschopnost a velikost semen, Hirayama et al. (2005), Ishida et al. (2003). Protože semena určitých genotypů mohou být neživotaschopná (a tato vlastnost může ovlivňovat i výsledky studia jejich klíčivosti), nelze studovat semenáčky (které mohou, ale i nemusí vyrůst z daných semen), ale je třeba studovat pomocí molekulárních markerů přímo semena. Toto studium je však finančně, metodicky i časově velmi náročné a přesahuje možnosti této diplomové práce.

16 Klíčivost semen
Pro mnoho studií je důležitá indikace úspěšného opylování pomocí produkce semen. V mnoha případech je však zajímavé stanovit i životaschopnost semen (semena se mohou tvořit, ale neživotaschopná, což je projev postzygotických izolačních faktorů). Její určení mohou komplikovat speciální požadavky semen na jarovizaci, skarifikaci či stratifikaci nebo i několikaletá přeléhavost některých semen. Vedle vlastních testů klíčivosti semen je možno použít i chemické testy založené na prokázání enzymové aktivity (např. dehydrogenáz v případě použití TTC), Kearns et Inouye (1993).

Cílem vlastních pokusů bylo srovnání klíčivosti semen M. obovata, M. tripetala a jejich kříženců různých kombinací (F1, F2, B1 generace). Jednotné podmínky pro všechny pokusy nebylo možné zajistit, proto při hodnocení výsledků bylo nutné k těmto podmínkám přihlížet a případně jejich vliv vyhodnocovat také.

16.1 Metodika a postup
Předstratifikační zpracování semen:
Semena byla vyloupána ze zralých souplodí (růžově a červeně zbarvených s měchýřky těsně před otevřením či již otevřenými, semena vždy již s černým osemením). Doba sběru šáchů za účelem získání semen připadala od začátku října do prvních mrazíků, vyloupaná semena nebyla skladována více než několik dní v suchu (sarkotesta nezaschnutá). Semena se sarkotestou byla namočena v igelitových pytlících naplněných vodou 1-4 dny (rozdíly v době namáčení u takto krátké doby nehrají roli). Rozmočenou sarkotestu lze od semene snadno odstranit pomnutím obsahu pytlíku a přebráním jeho obsahu. Nakonec byla semena opláchnuta v mýdlové vodě a usušena v buničité vatě.

16.2 Stanovená klíčivost v r. 2002 (semena z veget. sezóny 2001)
Sběr souplodí proběhl v polovině října 2001, kdy souplodí byla již dobře vyvinutá a dosud neprošla mrazem. Stratifikace probíhala v květináčích uložených hluboko v hlinitopísčitém substrátu v květináčích na krytém záhonku v experimentální zahradě BÚ AVČR v Průhonicích, pouze vzorek 27 v ledničce. Při výsevu byla semena překryta zhruba 5 cm substrátu. Klíčivost byla počítána 20.6. 2002. Odpad znamená, kolik semen (drobnějších a deformovaných) bylo zapotřebí odstranit, aby vzorek tvořila jen dobře vyvinutá semena.

Malá a nedovyvinutá (bílé osemení) semena prakticky neklíčí (vzorek 18). Vzorky 9 a 8 neměly klíčivost semen ani 20%, což nelze vysvětlit větším obsahem nedovyvinutých semen, ani jinými zaznamenávanými faktory (např. odlišnými podmínkami stratifikace či sběru). U křížence bylo dosaženo maximální klíčivosti 62,5%, což bohužel není hodnota vycházející z dostatečného množství zasetých semen (pouze 16 ks). Dále bylo dosaženo klíčivosti až 56% u semen z M. obovata pěstované v botanické zahradě PřF UK v Praze. Tato hodnota má již výpovědní hodnotu, neboť vychází ze vzorku 100 semen. Byl to velmi dobrý výsledek, neboť literatura zmiňuje dobrý úspěch již při 40-50%ní klíčivosti. Obvykle bylo dosaženo klíčivosti kolem 25% a nebylo možno prokázat sníženou klíčivost semen křížence proti rodičovským druhům. Výsledky shrnuje tabulka 16.2a.

Tabulka 16.2a:

vzorek	taxon	původ	stratifikace	odpad	vysetých semen [ks]	vzešlých semen [ks]	klíčivost [%]
1	T	Malešice	31.10-18.3	13	110	32	29,1
8	H	obora	31.10-18.3	16	77	14	18,2
9	T	5/1	31.10-18.3	9	47	2	4,3
11	H	19/1	31.10-18.3	3	16	10	62,5
18	směs	malá, nedovyvinutá	31.10-18.3		75	1	1,3
21	O	O BZ	17.10-18.3	6	100	56	56,0
27	O	3/1	13.11-18.3	15	92	21	22,8
32	H	obora	13.11-18.3	10	55	18	32,7

16.3 Stanovená klíčivost v r. 2003 (semena z veget. sezóny 2002)
Stratifikováno (ve vlhkém písku v ledničce) a vyseto bylo přes 600 semen především z cílených hybridizací. K výsevům patrně nebyl použit vhodný substrát (příliš jílu) a semena byla překryta příliš vysokou vrstvou tohoto substrátu (5 cm hutného substrátu), proto nebyly dosaženy uspokojivé výsledky (klíčivost obvykle 0-15%). Výjimkou byly pouze dva vzorky 70 semen – 220 (HO) s 41,4 %ní klíčivostí a vzorek 3/1_5 (O) s 48,6 %ní klíčivostí (stratifikace 7.11. 2002- 31.3 2003).

16.4 Stanovená klíčivost v r. 2004 (semena z veget. sezóny 2003)
Semena v zimě 2003/04 byla v substrátu pro pokojové rostliny (parametry pH 5,0-6,5, N 150-250 mg/l, P2O5 100-200 mg/l, K2O 200-300 mg/l, částice nad 20 mm max 5%) v domácí ledničce, v igelitových pytlících, které byly pravidelně vlhčeny a provzdušňovány (každé 2-3 týdny).

Ze vzorků tentokrát nebyla odebrána malá a deformovaná semena, ale jejich podíl byl spočítán - u vysetých semen je první hodnota počet plně vyvinutých semen, druhá udává počet malých a deformovaných semen. U taxonů s 'ⁿ' květy nebyly před opylením nebo odběrem pylu sáčkovány (opylení mohlo být kontaminováno přirozeným opylením). Semena v květináčích při vysetí byla ve směsi substrátu pro výsev a množení (směs rašeliny, perlitu a vícesložkového hnojiva, pH 5,5-7) a jílovitohlinité půdy (objemově 1:1) a překryta 4 cm této směsi, při vlastním klíčení vrstva směsi nad semeny byla ještě dále částečně odebrána.

Klíčivost semen z r. 2003 by neměla být ovlivněna suchem během vegetace v tomto roce a velmi dobré výsledky klíčivosti potvrzují i dobře provedenou stratifikaci a výsev. Vzorky N1 a 4 byly rozděleny do dvou květináčů, vzorek 4 by vzhledem k počtu semen vhodnější rozdělit do ještě více květináčů. Zcela zanedbatelnou klíčivost měla semena M. tripetala z Bezděkova, což lze vysvětlit vystavením semen již mrazům, které mohly ovlivnit i klíčivost semen M. obovata z Velkého Března. U semen z Velkého Března lze uvažovat i o přeléhavosti semen do dalšího roku, neboť nevyklíčená semena měla živý, typicky pro stratifikovaná semena mléčně dužnatý obsah. Roční přeléhavost semen se prokázala u vzorku 210_02 pocházejícího z veget. sezóny 2002, kdy semena byla do roku 2004 uchovávána v ledničce (bohužel se nezachoval údaj o původním množství zasetých semen). Ostatní vzorky měly klíčivost nad 50% a i s porovnáním údajů o klíčivosti z r. 2002 nelze uvažovat například o snížené klíčivosti semen vzniklých opylením pylem vlastní rostliny (postzygotická autoinkompatibilní reakce). Vzorky 76, 128, 47 jednoznačně dokazují klíčivost semen i malých a deformovaných (musela vyklíčit i tato semena, neboť počet vyklíčených semen převyšuje podíl dobře vyvinutých semen. Konkrétní výsledky shrnuje tabulka 16.2b.
Tabulka 16.2b:

vzorek	taxon	původ	stratifikace	vysetých sem. [ks]	vzešlých sem. [ks]	klíčivost [%]
N1	T	Bezděkov^n	2.11-2.4	173+14	2	1,1
N2	O	Velké Březno^n	17.11-2.4	47+6	15	28,3
4	OT	BZ^n x Maleš.^n		213+22	173	73,6
17	TO	Maleš.^n x BZ^n	15.9-2.4	62+6	44	64,7
47	HO	5/15 x BZ^n	26.9-2.4	18+13	23	74,2
76	TO	5/1 x BZ	16.9-2.4	63+13	70	92,1
79	HH	1/10 x 7/11	15.9-2.4	60+6	37	56,1
126	OO	BZ x BZ^n	19.9-2.4	65+8	46	63,0
128	TO	Maleš.^n x BZ^n	15.9-2.4	46+16	56	90,3
139	HO	1/1 x 3/1^n	21.9-2.4	41+34	41	54,7
210_02	HO	1/12 x BZ	z 2002	?	57	?

16.5 Závěr
Semena jsou citlivá na způsob jejich post- a předstratifikačního zpracování. Protože jednotné podmínky meziročně nebylo možné zajistit (lišilo se meziroční složení substrátů v kterých semena klíčila, malé rozdíly byly v délce stratifikace a způsobu zpracování semen, podílu různě klasifikovatelných semen ve vzorcích apod.), bylo nutné vyhodnotit výsledky pro každý rok (i vzorek) zvlášť.

Klíčivovost semen se meziročně lišila - velmi malá byla v roce 2003 (špatný způsob stratifikace a výsev semen), vysoká byla v letech 2004 a 2002 - viz tabulky s výsledky u každého roku (podle Walter 1997 je v nejlepším případě u magnólií dosahováno jen 40-50% klíčivosti, což bylo u dostatečně velkého výběru semen několikrát překonáno).

Rozdíly v klíčivosti semen nejsou mezi taxony zřejmé. I u křížence bylo dosahováno vysoké klíčivosti semen srovnatelné s rodičovskými druhy. V pokusech nebyl vyšetřován vliv geitonogamického opylení na klíčivost semen. Budoucí pokusy by vliv geitonogamie na klíčivost semen měly vyšetřit. Je známo, že geitonogamie má vliv na životaschopnost a velikost semen, Hirayama et al. (2005), Ishida et al. (2003).


17 Hodnota a využití sekce Rytidospermum v sadovnictví
17.1 Sadovnická hodnota sekce Rytidospermum
Všechny přirozené taxony sekce Rytidospermum byly patrně pro sadovnické účely využity, některé více (mezi jednotlivými zeměmi jsou rozdíly - M. macrophylla je častěji pěstována v USA, zatímco do ČR nebyla introdukována, viz 'multimedium-Magnolia-introdukce a rozšíření v ČR'), jiné méně (M. rostrata, M. dealbata - tyto druhy obvykle sadovnické příručky neuvádějí). Známé jsou i některé kultivary a kříženci, pro sadovnické účely rovněž vhodné (viz MSI 2005a) - kultivary M. macrophylla 'Holy Grail', 'Julian Hill', 'Sara Gladney', 'Whoper' a M. tripetala 'Bloomfield'. Kultivary se liší velikostí některých orgánů jako jsou květy či listy, sám mohu potvrdit výskyt pestrolistých rostlin rostoucích v Dendrologické zahradě v Průhonicích. Existují však i kultivary hybridního původu.

Zástupci sekce vzhledem ke svým nahloučeným listům na koncích letorostů, velkým květům (byť méně nápadných proti druhům kvetoucích před olistěním) a pro většinu lidí neznámým souplodím působí v Evropě exotickým dojmem (šáchy i listy mohou být využity i do květinových vazeb). Druhy za splnění určitých předpokladů nejsou příliš náročné na životní podmínky, kladou si ale nemalé nároky na prostor (rostliny jsou rozměrné) - lze s nimi počítat spíše do velkých zahrad a parků. Používají se jako vzácnější dekorativní dřeviny v nižších polohách a na chráněných stanovištích s dobrou, hlubokou, humusovitou a mírně kyselou půdou s dostatkem vláhy, Hurych (1996). Snášejí městské klima (u M. obovata zmiňuje Kavka 1995).

17.2 Využití sekce Rytidospermum v sadovnictví
Pro introdukci jsou doporučeny Magnolia fraseri, M. macrophylla, M. obovata a M. tripetala (Koblížek 2000). Hieke (1994) tyto druhy řadí mezi druhy v našich zimních podmínkách odolné, méně odolná je M. ashei, již choulostivé jsou M. officinalis, M. biloba a M. pyramidata. Podle Cover (2004a) však mají M. officinalis a M. biloba i M. pyramidata odolnost ve stupních USDA 5B-8, stejně jako třeba M. obovata. Pěstovaná rostlina M. biloba v drážďanské botanické zahradě zdá se také býti odolná, takže druhy považované za již choulostivé jsou ve skutečnosti dosti odolné. Pro dobrou odolnost druhů sekce Rytidospermum svědčí i jejich geografické rozšíření - nejseverněji se vyskytující druhy magnólií (FNA 2005, Vašák 1973).

V našich zahradách a parcích se zatím můžeme setkat pouze s M. obovata, M. tripetala a jejich křížencem (viz kapitola 'rozšíření pěstovaných rostlin sekce Rytidospermum'). Tyto druhy jsou nezřídka zaměňovány, přitom nejčastěji se lze setkat s pěstovanou M. tripetala. Tento druh je podle Nekolové (Nekolová 2004) ze sadovnického hlediska málo významný, zatímco M. obovata je druhem středně významným. Pacáková (1999) tyto druhy a jejich křížence považuje za cenné. Cover (2004a) zmiňuje kritiku M. tripetala pro nevonné květy a hrubé, byť bujné olistění. M. tripetala údajně preferuje světlo nebo částečný stín, ale je schopna růst i na plném slunci, pokud je zaručena vlhkost stanoviště. Odolnost podle USDA je udávána (4), 5-8, vzrůst do zhruba 9 metrů. M. obovata má květy vonné, atraktivní olistění, odolnost USDA 5B-8, vzrůst do 30 metrů (v kultuře do 20 m). Preferuje ochranu jiných stromů, nemá ráda chudé a suché půdy (za optimálních podmínek přirůstá až 0,9 m/rok), toleruje světlo nebo částečný stín v mládí, ale potřebuje více přímého světla pro dobré kvetení ve stáří.

Magnolia obovata x M. tripetala má podle mého názoru dobré vlastnosti z hlediska sadovnického využití, v některých ohledech lepší než její rodičovské druhy. Tento taxon vyniká krásným olistěním (listy nevybledávají během vegetační sezony tolik jako u M. tripetala), má krásné voňavé květy (u M. tripetala květy už nevonní příjemně), rozměry stromu mohou vyhovovat i omezenějším možnostem prostředí (ne vždy velké rozměry jako u M. obovata). Vašák (1973) však uvádí nevonné květy a malou dekorativnost křížence proti rodičovským druhům. Způsob pěstování (odstraňování výhonů konkurujících výhonu hlavnímu), půdní poměry (vzdušná, vlhká, humózní půda x těžká, suchá, nevýživná půda) a zástin okolního korunového patra rozhodují o velikosti a habitusu rostlin ('vysoké koště' x stromová solitéra s košatou korunou x nevelká prosychající rostlina). Tento kříženec je v našich klimatických podmínkách odolný (patrně i v podhorských oblastech), z estetického hlediska atraktivní (zejména solitérní rostliny), proto doporučuji jeho větší rozšíření v ČR.

Výhodou uvedených taxonů je poměrně efektivní množení semeny, vegetativní rozmnožování je naproti tomu velmi problematické (rostliny nelze řízkovat ani roubovat, M. Kramna - osobní sdělení).

Rostliny lze podrobit různým šlechtitelským cílům, kde může hrát roli výběr některých odchylných jedinců (panašované listy, velké květy, pyramidální vzrůst), hybridizace (laločnaté listy - hybridizace s Magnolia biloba), polyploidizace (větší orgány). Mnohokvěté a plnokvěté formy, stejně jako formy s převislými větvěmi patrně vyšlechtit nelze (nedovolují to biologické vlastnosti).