Gedwongen bloei in Mandarin bomen onder Fytotron voorwaarden
Summary
Hier presenteren we een protocol om te dwingen bloei in mandarin bomen onder Fytotron omstandigheden. Water stress, hoge verlichtingssterkte en een gesimuleerde voorjaar fotoperiode toegestaan levensvatbare bloemen kunnen worden verkregen in een korte periode van tijd. Deze methodologie kan onderzoekers hebben meerdere bloei-perioden in 1 jaar.
Abstract
Fytotron is wijd verbeid gebruikt om te beoordelen van het effect van talrijke parameters op de ontwikkeling van vele soorten. Echter is minder informatie beschikbaar op hoe te bereiken snel overvloedige bloei bij jonge fruitbomen met deze plant groei kamer. Deze studie gericht te schetsen van het ontwerp en de prestaties van een snel duidelijke methodologie te dwingen bloei in jonge Mandarijn bomen (cv. Nova en cv. Clemenules) en voor het analyseren van de invloed van inductie intensiteit op bloeiwijze type. De combinatie van een korte water stress periode met gesimuleerde voorjaar voorwaarden (dag 13 h, 22 ° C, nacht 11 h, 12 ° C) in het Fytotron toegestaan bloemen worden verkregen nadat 68-72 dagen vanaf het moment dat het experiment begon. Lage-temperatuur eisen werden adequaat vervangen door waterstress. Floral reactie was evenredig met waternood (gemeten als het aantal gevallen bladeren): hoe groter de inductie, hoe groter de hoeveelheid bloemen. Floral inductie intensiteit ook beïnvloed bloeiwijze type en datums voor bloei. Gegevens over de kunstmatige verlichting (lumen), fotoperiode, temperaturen, plant grootte en leeftijd, inductie strategie en dagen voor elke fase worden geleverd. Verkrijgen van bloemen van fruitbomen op elk moment, en ook meerdere malen per jaar, kan veel voordelen hebben voor onderzoekers. Met de methode die hierin worden voorgesteld, drie of zelfs vier, bloeiende periodes elk jaar kunnen worden gedwongen, en onderzoekers moeten kunnen beslissen wanneer, en zij zullen weten, de duur van het gehele proces. De methodologie kunnen nuttig zijn voor: bloem van productie en in vitro stuifmeel kiemkracht vitrotests; experimenten met ongedierte die invloed hebben op vroeg ontwikkelingsstadium van de vrucht; studies over fruit fysiologische veranderingen. Dit alles kan helpen veredelaars in te korten tijden te verkrijgen van mannelijke en vrouwelijke gameten standaardinteracties gedwongen-kruisen.
Introduction
Fytotron is wijd verbeid gebruikt om te beoordelen van het effect van talrijke parameters op de ontwikkeling van veel kruidachtige en planten van de lamp. Soorten zoals rijst1, lily2, aardbei3 en vele anderen onder Fytotron omstandigheden4 hebben geëvalueerd. Kamer experimenten op bos bomen zijn ook verricht om te evalueren van ozon gevoeligheid op jonge beuken5,6, en voor de beoordeling van de invloed van temperatuur op vorst verharding in zaailingen van grove den en de Fijnspar7 . Minder informatie is beschikbaar over het verkrijgen van snelle overvloedig bloei bij jonge fruitbomen via groei kamers.
De ontplooiing van citrusbomen en haar relatie met vele endogene en exogene factoren, zijn sinds lang in grote lijnen bestudeerd. Temperaturen8, water beschikbaarheid9, koolhydraten10, auxine en Gibberelline inhoud11,12, abscisic acid13en vele andere factoren die van invloed zijn op citrus reproductieve systemen geweest studeerde. Temperatuur en fotoperiode effecten op de inleiding van de bloem zijn bestudeerd in zoete sinaasappel (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. In deze experimenten, lang inductieve voorwaarden (5 weken bij 15/8 ° C) werden gebruikt en de temperatuur tijdens de shoot ontwikkeling beïnvloed bloeiwijze type14. Tijdens citrus bloei, is de term “bloeiwijze” toegepast op alle soorten bloem-bevattende groei die uit axillary toppen, voortvloeien zoals gebruikt door Reece16.
Hebben een duidelijk precieze methodologie te dwingen bloei over een korte periode en op andere momenten anders dan kan lente vele voordelen bieden voor onderzoekers. Opslaan tropische gebieden, treedt de bloei van de fruitbomen op slechts éénmaal per jaar, die beperkt het aantal experimenten die kan worden gedaan.
Bloemen verkregen door gedwongen methoden kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan experimenten: verkrijgen van levensvatbare pollen voor in vitro groei en kiemkracht experimenten in elke maand17; het uitvoeren van experimenten met ongedierte die invloed hebben op vroeg ontwikkelingsstadium van de vrucht, zelfs voor petal val, zoals Pezothrips kellyanus Bagnall18of door Prays citri Millière19; studie van het effect van temperatuur, chemische behandelingen, natuurlijke vijanden of gewoon insecten kweek; beoordelen van de invloed van talrijke factoren op de fysiologische veranderingen die vroeg ontwikkelingsstadium van de vruchten verstoren, zoals “uitlopen” in zoete oranje20,21; helpen veredelaars in te korten tijden te verkrijgen van mannelijke en vrouwelijke gameten standaardinteracties gedwongen-kruisen.
Dit document beoogt te schetsen van het ontwerp en de prestaties van een snel duidelijke methodologie te dwingen bloei in jonge Mandarijn bomen (cv. Nova en cv. Clemenules) en voor het analyseren van de invloed van inductie intensiteit op bloeiwijze type. Om dit te bereiken belangrijkste, gegevens over de kunstmatige verlichting (lumen), worden fotoperiode, temperaturen, plant grootte en leeftijd, inductie strategie, dagen voor inductie, dagen voor kiemen, dagen voor bloei en de totale hoeveelheid bloemen per verscheidenheid geleverd. Water stress inductie intensiteit werd ook opgenomen en gerelateerde met bloeiwijze type, datums en bedragen van bloemen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het was mogelijk om de ontplooiing van de jonge citrusbomen (slechts 2 jaar oud) snel en op elk gewenst moment met overvloedig bloem productie (ongeveer 216 bloemen per boom). In vorige studies14,15, bloem initiatie was geïnduceerd door lage temperaturen en het proces duurde ongeveer 120 dagen. De combinatie van een korte water stress periode met lente-voorwaarden in de Fytotron deze keer toegestaan op aanzienlijk worden verkleind, met Mandarijn bomen (cv. Nova)…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedanken José Javier Zaragozá Dolz voor de verlening van technische bijstand en helpen in de beheerstaken. Dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door de Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas als onderdeel van een project uitgevoerd met de Universitat Politècnica de València (UPV 20170673).
Materials
| Data-logger | Testo | Testo 177-H1 | Testo 177-H1, humidity/temperature logger, 4 channels, with internal sensors and additional external temp |
| Data-logger sotfwae | Testo | Software Comsoft Basic Testo 5 | Basic software for the programming and reading of the data loggers Testo |
| Electronic controller differential | Eliwell | IC 915 (LX) (cod. 9IS23071) | Electronic controller with 2 set points and differential set point adjustment |
| Electronic controller dual | Eliwell | IC 915 NTC-PTC | Electronic controllers with dual output |
| Growth chamber – phytotron | Rochina | Chamber measuring 1.85 x 1.85 x 2.5 m (L x W x H) with a total volume of 8.56 m3. With temperature (day/night), photoperiod (day/night), light intensity and minimum relative humidity control. | |
| Light kit | Cosmos Grow/Bloom Light | Light kit with reflector, electric ballast sodium/halide and high-pressure sodium (HPS) 600W lamp | |
| Luxmeter | Delta OHM | HD 9221 | HD 9221 Luxmeter to measure the light intensity |
| Plant material | Beniplant S.L (AVASA) | Mandarin trees from registered nurseries with a virus-free certification | |
| Substrate | Plant Vibel | Standard substrate based on quality 50% white peat and 50% coconut fiber |
Riferimenti
- Matsui, T., Omasa, K., Horie, T. The difference in sterility due to high temperatures during the flowering period among japonica-rice varieties. Plant Production Science. 4 (2), 90-93 (2001).
- Niedziela, C. E., Kim, S. H., Nelson, P. V., De Hertogh, A. A. Effects of N-P-K deficiency and temperature regime on the growth and development of Lilium longiflorum ‘Nellie White’during bulb production under phytotron conditions. Scientia Horticulturae. 116 (4), 430-436 (2008).
- Hideo, I. T. O., Saito, T. Studies on the flower formation in the strawberry plants I. Effects of temperature and photoperiod on the flower formation. Tohoku Journal of Agricultural Research. 13 (3), 191-203 (1962).
- Shillo, R., Halevy, A. H. Interaction of photoperiod and temperature in flowering-control of Gypsophila paniculata L. Scientia Horticulturae. 16 (4), 385-393 (1982).
- Nunn, A. J., et al. Comparison of ozone uptake and sensitivity between a phytotron study with young beech and a field experiment with adult beech (Fagus sylvatica). Environmental Pollution. 137 (3), 494-506 (2005).
- Matyssek, R., et al. Advances in understanding ozone impact on forest trees: messages from novel phytotron and free-air fumigation studies. Environmental Pollution. 158 (6), 1990-2006 (2010).
- Johnsen, &. #. 2. 1. 6. ;. Phenotypic changes in progenies of northern clones of Picea abies (L) Karst. grown in a southern seed orchard: I. Frost hardiness in a phytotron experiment. Scandinavian Journal of Forest Research. 4 (1-4), 317-330 (1989).
- Distefano, G., Gentile, A., Hedhly, A., La Malfa, S. Temperatures during flower bud development affect pollen germination, self-incompatibility reaction and early fruit development of clementine (Citrus clementina Hort. ex Tan.). Plant Biology. 20 (2), 191-198 (2018).
- de Oliveira, C. R. M., Mello-Farias, P. C., de Oliveira, D. S. C., Chaves, A. L. S., Herter, F. G. Water availability effect on gas exchanges and on phenology of ‘Cabula’ orange. VIII International Symposium on Irrigation of Horticultural Crops 1150. , 133-138 (2015).
- Goldschmidt, E. E., Aschkenazi, N., Herzano, Y., Schaffer, A. A., Monselise, S. P. A role for carbohydrate levels in the control of flowering in citrus. Scientia Horticulturae. 26 (2), 159-166 (1985).
- Goldberg-Moeller, R., et al. Effects of gibberellin treatment during flowering induction period on global gene expression and the transcription of flowering-control genes in Citrus buds. Plant science. , 46-57 (2013).
- Bermejo, A., et al. Auxin and Gibberellin Interact in Citrus Fruit Set. Journal of Plant Growth Regulation. , 1-11 (2017).
- Endo, T., et al. Abscisic acid affects expression of citrus FT homologs upon floral induction by low temperature in Satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc.). Tree Physiology. 38 (5), 755-771 (2017).
- Moss, G. I. Influence of temperature and photoperiod on flower induction and inflorescence development in sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck). Journal of Horticultural Science. 44 (4), 311-320 (1969).
- Moss, G. I. Temperature effects on flower initiation in sweet orange (Citrus sinensis). Australian Journal of Agricultural Research. 27 (3), 399-407 (1976).
- Reece, P. C. Fruit set in the sweet orange in relation to flowering habit. Proceedings of the American Society for Horticultural Science. 46, 81-86 (1945).
- Khan, S. A., Perveen, A. In vitro pollen germination of five citrus species. Pak. J. Bot. 46 (3), 951-956 (2014).
- Planes, L., Catalán, J., Jaques, J. A., Urbaneja, A., Tena, A. Pezothrips kellyanus (Thysanoptera: Thripidae) nymphs on orange fruit: importance of the second generation for its management. Florida Entomologist. , 848-855 (2015).
- Carimi, F., Caleca, V., Mineo, G., De Pasquale, F., Crescimanno, F. G. Rearing of Prays citri on callus derived from lemon stigma and style culture. Entomologia Experimentalis et Applicata. 95 (3), 251-257 (2000).
- Jones, W., Embleton, T., Garber, M., Cree, C. Creasing of orange fruit. Hilgardia. 38 (6), 231-244 (1967).
- Storey, R., Treeby, M. T. The morphology of epicuticular wax and albedo cells of orange fruit in relation to albedo breakdown. Journal of Horticultural Science. 69 (2), 329-338 (1994).
- Rewald, B., Raveh, E., Gendler, T., Ephrath, J. E., Rachmilevitch, S. Phenotypic plasticity and water flux rates of Citrus root orders under salinity. Journal of Experimental Botany. 63 (7), 2717-2727 (2012).
- Iqbal, S., et al. Morpho-physiological and biochemical response of citrus rootstocks to salinity stress at early growth stage. Pakistan Journal of Agricultural Sciences. 52 (3), 659-665 (2015).
- Iglesias, D. J., Tadeo, F. R., Primo-Millo, E., Talon, M. Fruit set dependence on carbohydrate availability in citrus trees. Tree Physiology. 23 (3), 199-204 (2003).
