Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Принудительного цветения в мандариновые деревья в Phytotron условиях

8.8K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/59258

⸱

6 марта 2019 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Instituto Agroforestal Mediterráneo, Universitat Politècnica de València, 2Departamento de Ecosistemas Agroforestales, Universitat Politècnica de València, 3S.A. Explotaciones Agrícolas Serrano (SAEAS), 4Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva, Jardín Botánico Universitat de València, 5Instituto Universitario de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana, Universitat Politècnica de València

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протокол заставить цветения в мандариновые деревья в phytotron условиях. Водные стресса, высокая освещенность и имитируемых весной Фотопериод, позволил жизнеспособным цветы, которые могут быть получены в течение короткого времени. Эта методология позволяет исследователям иметь несколько периодов цветения в 1 год.

Аннотация

Phytotron широко используется для оценки влияние многочисленных параметров на развитие многих видов. Однако менее информация доступна о том, как достичь быстрого буйное цветение в молодых плодовых деревьев с этой камерой роста растений. Это исследование целью наметить дизайн и производительность быстро четкой методологии заставить цветения в молодых мандариновые деревья (cv. Нова и cv. Clemenules) и анализировать влияние интенсивности индукции на тип соцветия. Сочетание короткой воде стресс периода с моделируемой весной условий (день 13 h, 22 ° C, ночью 11 h, 12 ° C) в phytotron, Допускается цветы быть получены только после 68-72 дней от времени эксперимент начался. Низкотемпературные требования адекватно были заменены с дефицитом воды. Цветочные ответ был пропорционален водный стресс (измеряется как количество опавших листьев): чем больше индукции, тем больше количество цветов. Интенсивность цветочные индукции также влияние тип соцветия и сроки цветения. Детали на искусственное освещение (люмен), Фотопериод, температуры, завод размер и возраст, индукции стратегии и дни для каждого этапа. Получение цветов плодовых деревьев в любое время, а также несколько раз в год, может иметь много преимуществ для исследователей. С методология, предложенная в настоящем документе, три или даже четыре время цветения можно заставить каждый год, и исследователи должны быть в состоянии решить, когда, и они будут знать, продолжительность всего процесса. Методология может быть полезным для: цветок производства и в пробирке пыльцы всхожесть анализов; эксперименты с вредителями, которые влияют на ранних стадиях развития плода; исследования на фрукты физиологические изменения. Все это может помочь селекционеров, чтобы сократить время получения мужские и женские гаметы для выполнения принудительного кресты.

Введение

Phytotron широко используется для оценки влияние многочисленных параметров на развитие многих травянистых и клубневых растений. Видов риса1, лилия2, клубника3 и многие другие4 были оценены в phytotron условиях. Камеры на лесные деревья также были проведены эксперименты для оценки чувствительности к воздействию озона на несовершеннолетних бука5,6и оценки влияния температуры на Мороз упрочнения в саженцев сосны обыкновенной и ели обыкновенной7 . Меньше информации о том, как получить быстрый буйное цветение в молодых плодовых деревьев через рост камер.

Цветение цитрусовых деревьев и его отношения с многими эндогенных и экзогенных факторов, издавна широко изучены. Температура8, наличие воды9, углеводов10, ауксинов и гиббереллин содержимое11,12, абсцизовой кислоты13и многие другие факторы, которые влияют на цитрусовые репродуктивных систем были изучал. Температуры и фотопериода эффекты на цветок посвящения были изучены в сладкого апельсина (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. В этих экспериментах долго индуктивный условия (5 недель на ° C 15/8) были использованы и температура во время разработки стрелять влияние соцветия тип14. Во время цветения цитрусовых, термин «соцветие» был применен ко всем типам цветок подшипник роста, которые возникают из пазушных почек, как используется рис16.

Имея четко точные методологии заставить цветения за короткий период времени и в другое время не Весна может предоставляют множество преимуществ для исследователей. Сохранить тропических районах цветущих фруктовых деревьев происходит только один раз в год, который ограничивает количество экспериментов, которые можно сделать.

Цветы, полученные путем принудительного методы могут использоваться для широкого ряда экспериментов для: получения жизнеспособных пыльцы в пробирке роста и прорастание эксперименты в любой месяц17; проводить эксперименты с вредителями, которые влияют на ранних стадиях развития плода, даже до падения лепестка, например Pezothrips kellyanus Бэгналл18или19 теперь citri Millière; изучение влияния температуры, химических обработок, естественные хищников или просто насекомых воспитания; оценить влияние многочисленных факторов на физиологические изменения, которые мешают ранних стадиях развития плода, например «биговки» в сладкий оранжевый20,21; помочь селекционеров, чтобы сократить время получения мужские и женские гаметы для выполнения принудительного кресты.

Этот документ призван наметить дизайн и производительность быстро четкой методологии заставить цветения в молодых мандариновые деревья (cv. Нова и cv. Clemenules) и анализировать влияние интенсивности индукции на тип соцветия. Для достижения этой основной цели, детали на искусственное освещение (люмен), предоставляются фотопериода, температуры, завод размер и возраст, индукции стратегии, дней для индукции, дней для прорастания, дней цветения и общее количество цветов на выбор. Водные стресса индукции интенсивности был также записан и связанные с тип соцветия, даты и количество цветов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. рост палата характеристики и требования регулирования

  1. Использовать рост палата измерения 1,85 м x 1,85 м x 2,5 м (L x W x H) с общим объемом 8.56 m3 (рис. 1). Больше или меньше рост палата может прибегать в случае необходимости.
    Примечание: Почти любой комнате, или даже парник, могут быть адаптированы для использования в качестве рост палата.
  2. Проверьте, если правил, таких как температуры (день/ночь), фотопериода (день/ночь), света интенсивность и минимальная относительная влажность воздуха не доступны (рис. 2).
    Примечание: Таймеры должны позволить выключателя температуры и света (вкл/выкл) управления по меньшей мере каждые 30 мин.

2. растительный материал

  1. Получите растительный материал из зарегистрированных питомников с вирус бесплатно сертификации (например, шесть мандариновые деревья сорта «Clemenules» и 6 мандариновые деревья cv. «Nova»).
    Примечание: Мандарин деревья могут быть молодым (например, привитым подвоев сортов 1 - или 2-год старое).
  2. Используйте соответствующие горшки (например, пластиковый горшок 22 x 20 см (диаметр x высота) и подготовить 5 Л стандартных субстрат на основе высококачественного белого торфа (50%) и кокосового волокна (50%).
  3. Использование деревьев, которые являются около 1,5 м высотой с развитой шаровидной кроной от 1 м до 1,5 м. растения должны быть полностью здоровым и быть Пешт-, возбудитель - или болезнь бесплатно.

3. Первый орошения

  1. Поливать растения в первый раз, как только они прибывают из питомника стандартизировать содержание влаги. Воды методом погружения. Обложка горшки с водой на полпути для 20 мин.
  2. Держите растения вне в половину тени без орошения для 3-5 дней (Таблица 1).

4. весной условия в phytotron

  1. Обзор сайта Весна условия, чтобы определить средний дневной и ночной температуры, фотопериода и относительной влажности воздуха (например, на рабочей широты (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W) с только одной Блум в год, что период цветения цитрусового дерева простирается от середины марта до конца апреля, с некоторыми вариациями годового. Таким образом эти даты были проверены в нескольких метеорологических станций (например, в.с. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 м.н.у.м.) по крайней мере 10 лет, и были определены Средний дневной и ночной температуры, фотопериода и относительная влажность).
  2. Программа рост палата для мандариновые деревья с соблюдением следующих условий: (i) Температура 22 ° C/11 ° C (день/ночь); (ii) фотопериода 13/11 h (свет/темно); (iii) относительная влажность около 60% и не менее 50% (рис. 3).
    1. Используйте две электронные контроллеры с двойной выход, один день и один для ночного влажности. Используйте таймер для изменения со дня на ночь влажности. Настройка минимальной и максимальной влажности на день и ночь.
      1. Для минимальной влажности нажмите и отпустите (одно нажатие) набор ; SP 1 (набор точка 1) появится; Нажмите и отпустите кнопку установить и нажмите клавишу вверх или вниз ключа, чтобы изменить значение SP1 (50%).
      2. Для максимальной влажности нажмите и отпустите (одно нажатие) набор ; SP 1 (набор точка 1) появится; нажмите клавишу вверх или вниз ключ чтобы изменить SP 2; Появится SP 2 (набор пункт 2); Нажмите и отпустите кнопку установить и нажмите клавишу вверх или вниз ключа, чтобы изменить значение SP2 (60%).
    2. Используйте электронный контроллер с коррекцией дифференциальной уставки и 2 набор точек для установки температуры. Используйте таймер для изменения со дня на ночь температуры.
      1. Установите желаемый день температура (22 ° C). Нажмите и отпустите кнопку задать ; SP 1 (набор точка 1) появится; Нажмите кнопку задать ; нажмите клавишу вверх или вниз ключа, чтобы изменить значение SP1.
      2. Настройка правил группы, например db1 и dF1 параметров. Холодильное начнется, когда набор точку 1 (SP1) плюс db1 достигается и остановит при температуре, равной SP1 плюс минус dF1 db1. Нажмите кнопку установить для 5 s; rE1 появится; Нажмите задать; нажмите клавишу вверх ; DB1 появится; Нажмите кнопку установить и нажмите клавишу вверх или вниз ключа, чтобы изменить значение db1 (2 ° C); Нажмите задать | Вверх; dF1 появится; Нажмите кнопку установить и нажмите вверх или вниз для изменения значения dF1 (2 ° C).
      3. Чтобы настроить желаемый ночная температура (11 ° C), доступ к параметру OS1 (смещение установить пункт 1). Нажмите кнопку установить для 5 s; Нажмите вниз 3 раза; cnF появится; Нажмите задать | Вниз; PA2 появится; Нажмите задать; rE1 появится; Нажмите задать; OS1 появится; Нажмите кнопку установить и нажмите вверх или вниз , чтобы изменить значение OS1 (-11 ° C); Нажмите кнопку fnc (функция ESC (выход)).
  3. Увеличение температуры на 1 ° C (° C 23/12 день/ночь) после 4 недель и добавить полтора часа света (свет/темно-13.5/10.5).
    Примечание: Как phytotron имеет вариации диапазонов, ночная температура варьируется от 11 ° C до 14 ° C, а температура днем от 19 ° C до 22 ° C (рис. 3).
  4. Используйте две легкие наборы с отражателем, электрические балласта натрия металлогалогенных и натриевые лампы высокого давления (HPS) 600 Вт лампа для получения соответствующей интенсивности света (рис. 4). Интенсивность света имеет важное значение для цветения.
  5. Измените расстояние между лампой и Корона для получения желаемой интенсивности света и настроить фотопериода с таймером.
  6. Проверьте освещенности с Люксметр. В верхней части кроны 55000 люкс (671 мкмоль м-2 s-1) должны быть достигнуты, с 40 000 lux (488 мкмоль м-2 s-1) на базе короны.

5. размещение деревья внутри phytotron

  1. Место деревья внутри phytotron и держать их в течение нескольких недель без полива их (рис 5A).
  2. Распространять деревья регулярно, так что каждый имеет же свободного пространства и света (например, деревья были равномерно распределены в камере роста на три линии и на четырех позициях. Расстояние между линиями был 0.46 см, а расстояние между позициями был 0.37 см) (рис. 1).
  3. Распределение лиц и разновидностей случайным образом среди позиций (рис. 1).

6. цветочные индукции

  1. Использование пресной воды для цветочные индукции. После первого орошения не поливать деревья до тех пор, пока в период стресса воды считается закончили.
  2. Проверка интенсивности напряжений воды каждый день, глядя на лист упругости.
  3. Рассмотрим достаточно воды стресса для цветочные индукции, когда большинство листья вялым, но еще не начали падать (например, после 22 дней без полива, листья были вялым и несколько начал падать) (Таблица 1).
    Примечание: Если водный стресс является чрезмерным (многие листья падают), завод выживания может быть нарушена, тогда как если водный стресс является недостаточным (не достаточно вялым листья), плохое цветение может занять место.
  4. Обильно поливать деревья после периода стресс воды. Для этого первого орошения воды методом погружения. Обложка горшки с водой на полпути для 20 мин.
  5. Измерения интенсивности напряжений воды для каждого человека, отметив общее количество опавших листьев (Рисунок 5BC). Процент опавших листьев является косвенные измерения дефицита воды, понесенных каждой личности. Оцените процент опавших листьев, сравнивая общее количество листьев до и после периода стресс воды.

7. цветок заготовки при необходимости для других экспериментов

  1. В начале и в конце периода цветения соберите цветы, один раз в день. В дни производства максимальной цветок соберите цветы, два раза в день и 7 дней в неделю.
  2. Урожай цветы от руки и держать их при-20 ° C в обозначенные пластиковый мешок (рис. 5 d). Цветок производство шести мандариновых деревьев может варьироваться от 25 до более чем 200 цветов в день.
    1. Выберите цветок точное состояние при сборе.
    2. Используйте цветы для анализов прорастания пыльцы в пробирке или для любых других целей с жизнеспособностью пыльцы, что равно свежие пыльцы.

8. другие задачи управления

  1. Вода деревья примерно раз в неделю после периода дефицитом воды в зависимости от требований.
  2. Проверить наличие вредителей и болезней каждые 2-3 дня (например, только небольшая популяция Icerya purchasi Maskell был замечен в этом эксперименте и вручную удалены избегать использования химических обработок (Рисунок 5E)).
  3. Проверьте параметры температуры и влажности с даталоггер (рис. 3).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Эксперимент был проведен в камере роста растений, расположенный в кампусе Gandía Политехнический Университет Валенсии (муниципалитет Гандия) в провинции Валенсия, Испания (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W), в осенние и зимние () (26 октября - 2018 5 февраля 2017) Таблица 1). Шесть мандариновые деревья сорта «Clemenules» (бутон мутация цитрусовых Клементина hort. ex Танака) и шесть мандариновые деревья cv. «Nova» (Танжело гибрид C. Клементина hort. ex Т...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Это было возможно заставить цветения молодых цитрусовых деревьев (только 2 лет), быстро и в любое время с обильным цветок производства (около 216 цветы на дереве). В предыдущих исследованиях14,15цветок посвящения был под воздействием низких температур и процесс длился около 120 дней. Сочетание короткой воде стресс период с весны условий в phytotron это время значительно сокращается, с мандариновыми деревьями (cv. Нова) расцвет после 68 дней от времени эксперимент...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Авторы благодарят Хосе Хавьер Zaragozá Dolz для оказания технической помощи и помощи в решении задач управления. Это исследование было частично поддержано Protegidas овощами Ассоциация Клуб де Variedades в рамках проекта, осуществляемого с университетской политехнического де Валенсия (УПВ 20170673).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Дата-логгерTesto Testo 177-H1Testo 177-H1, регистратор влажности/температуры, 4 канала, с внутренними датчиками и дополнительными внешними датчиками
Программное обеспечение Comsoft Basic Testo 5Базовое программное обеспечение для программирования и считывания данных регистраторов данных Электронный
контроллер Eliwell IC 915 (LX)  (код 9IS23071)Электронный контроллер с 2 установочными значениями и дифференциальной регулировкой уставок 
Электронный контроллер dual Эливелл IC 915 NTC-PTCЭлектронные контроллеры с двойным выходом
Ростовая камера - фитотронРохина Камера Рочинаразмером 1,85 х 1,85 х 2,5 м (Д х Ш х В) общим объемом 8,56 м3. С контролем температуры (день/ночь), фотопериода (день/ночь), интенсивности света и минимальной относительной влажности.
Световой комплектCosmos Grow/Bloom LightLight kit с отражателем, электрическим балластным натрием/галогенидом и натриевым высоким давлением (HPS) лампой мощностью 600 Вт 
ЛюксметрДельта ОМHD 9221HD 9221 Люксметр для измерения интенсивности света
Растительный материалBeniplant S.L (AVASA) Мандариновыедеревья из зарегистрированных питомников с сертификацией отсутствия вирусов 
СубстратPlant VibelСтандартный субстрат на основе качественного 50% белого торфа и 50% кокосового волокна
температуры

Ссылки

  1. 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).
  2. Niedziela, C. E. Jr, 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).
  3. 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).
  4. Shillo, R., Halevy, A. H. Interaction of photoperiod and temperature in flowering-control of Gypsophila paniculata L. Scientia Horticulturae. 16 (4), 385-393 (1982).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Johnsen, Ø 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Bermejo, A., et al. Auxin and Gibberellin Interact in Citrus Fruit Set. Journal of Plant Growth Regulation. , 1-11 (2017).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Moss, G. I. Temperature effects on flower initiation in sweet orange (Citrus sinensis). Australian Journal of Agricultural Research. 27 (3), 399-407 (1976).
  16. 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).
  17. Khan, S. A., Perveen, A. In vitro pollen germination of five citrus species. Pak. J. Bot. 46 (3), 951-956 (2014).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Jones, W., Embleton, T., Garber, M., Cree, C. Creasing of orange fruit. Hilgardia. 38 (6), 231-244 (1967).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Принудительного цветения в мандариновые деревья в Phytotron условиях
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.