Summary
Vi præsenterer her, en protokol for at tvinge blomstring i mandarintræer phytotron betingelser. Vand stress, høj illuminans og en simuleret foråret lysperiode tilladt levedygtige blomster fremstilles i en kort periode. Denne metode gør det muligt for forskere at have flere blomstring perioder i 1 år.
Abstract
Phytotron har været meget anvendt til at vurdere effekten af mange parametre på udviklingen af mange arter. Dog er mindre information tilgængelig på hvordan man opnår hurtigt voldsom blomstring i unge frugttræer med salen plante vækst. Denne undersøgelse havde til formål at skitsere design og ydeevne en hurtig klar metode til at tvinge blomstring i unge mandarintræer (cv. Nova og cv. Clemenules) og analysere induktion intensiteten indflydelse på blomsterstand type. Kombinationen af et kort vand stress periode med simuleret foråret betingelser (dag 13 h, 22 ° C, nat 11 h, 12 ° C) i phytotron tilladt blomster til fås kun efter 68-72 dage fra tidspunktet forsøget begyndte. Lav-temperatur krav var tilstrækkeligt erstattet med vand stress. Floral svar var proportionel vand stress (målt som antallet af nedfaldne blade): jo større induktion, jo større antallet af blomster. Floral induktion intensiteten også påvirket blomsterstand type og datoer for blomstring. Detaljer om kunstig belysning (lumen), lys, temperatur, plante størrelse og alder, induktion strategi og dage for hver etape. At skaffe blomster fra frugttræer på ethvert tidspunkt, og også flere gange om året, kan have mange fordele for forskere. Med den metode, der foreslås heri, tre eller endda fire, blomstring perioder kan tvinges hvert år, og forskere skal kunne beslutte, hvornår, og de vil vide, varigheden af hele processen. Metoden kan være nyttigt for: blomster produktion og in vitro-pollen spiring assays; eksperimenter med skadedyr, der påvirker tidlige frugt udvikling stadier; undersøgelser på frugt fysiologiske ændringer. Alt dette kan hjælpe planteforædlere at forkorte gange at få mandlige og kvindelige mælke for at udføre tvunget-Kors.
Introduction
Phytotron har været meget anvendt til at vurdere effekten af mange parametre på udviklingen af mange urteagtige og pære planter. Arter som ris1, lily2, jordbær3 og mange andre4 er blevet evalueret under phytotron forhold. Salen eksperimenter på skovtræer, er også blevet gennemført, at evaluere ozon følsomhed på juvenile bøg5,6, og at vurdere indflydelsen af temperaturer på frost hærdning i stiklinger af skovfyr og rødgran7 . Mindre information er tilgængelig om hvordan du kan få hurtigt voldsom blomstring i unge frugttræer via vækst kamre.
Citrus træer kan udfolde sig, og dets forhold til mange endogene og eksogene faktorer, blevet længe siden bredt undersøgt. Temperaturer8, vand tilgængelighed9, kulhydrater10, auxin og gibberellin indhold11,12, abscisic syre13og mange andre faktorer, der påvirker citrus reproduktive systemer har været studerede. Temperatur og lys effekter på blomst indledning er blevet undersøgt i søde orange (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. I disse eksperimenter, længe induktive betingelser (5 uger på 15/8 ° C) blev brugt og temperatur under shoot udvikling påvirket blomsterstand type14. Under citrus blomstringen, er udtrykket "blomsterstand" blevet anvendt til alle typer af blomster-bærende vækst, der opstår fra aksillær knopper, som bruges af Reece16.
At have en klar præcis metode til at tvinge blomstring over en kort tidsperiode og på andre tidspunkter end kan foråret give mange fordele for forskere. Gem tropiske områder sker frugttræer kan udfolde kun en gang om året, hvilket begrænser antallet af eksperimenter, der kan gøres.
Blomsterne fremkommer ved tvungen metoder kan bruges til en lang række eksperimenter til: få levedygtige pollen til in vitro-vækst og spiring eksperimenter i enhver måned17; køre eksperimenter med skadedyr, der påvirker tidlige frugt udvikling stadier, før Kronblad Efterår, som Pezothrips kellyanus Bagnall18, eller beder citri Millière19; studere effekten af temperaturer, kemiske behandlinger, naturlige prædatorer eller bare insekter opdræt; vurdere talrige faktorer indflydelse på de fysiologiske ændringer, som forstyrrer tidlige frugt udviklingsfaser, såsom "krølning" søde orange20,21 hjælpe planteforædlere at forkorte gange at få mandlige og kvindelige mælke for at udføre tvunget-Kors.
Dette oplæg har til formål at skitsere design og ydeevne en hurtig klar metode til at tvinge blomstring i unge mandarintræer (cv. Nova og cv. Clemenules) og analysere induktion intensiteten indflydelse på blomsterstand type. For at nå dette hovedformål, oplysninger om kunstig belysning (lumen), leveres lysperiode, temperaturer, plante størrelse og alder, induktion strategi, dage til induktion, dage for spiring, dage for blomstring og det samlede beløb af blomster pr. sort. Vand stress induktion intensiteten blev også indspillet og beslægtede med blomsterstand type, datoer og mængder af blomster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. vækst kammer egenskaber og lovgivningskrav
- Bruge en vækst kammer måling 1,85 m x 1,85 m x 2,5 m (L x b x H) med et samlet volumen på 8,56 m3 (figur 1). Et større eller mindre vækst kammer kan tyet til, hvis det er nødvendigt.
Bemærk: Næsten alle rum, eller endda et drivhus, kan være tilpasset til at blive brugt som en vækst kammer. - Kontrollere hvis forordninger såsom temperatur (dag/nat), lys (dag/nat), lys intensitet og minimum relativ luftfugtighed er tilgængelige (figur 2).
Bemærk: Timere bør tillade temperatur og lys skifte (tænd/sluk) kontrol mindst hvert 30 min.
2. plante materiale
- Få plantematerialet fra registrerede planteskoler med en virusfri-certificering (fx seks mandarintræer cv. 'Clemenules' og 6 mandarintræer cv. 'Nova').
Bemærk: Mandarin træer kan være unge (f.eks. 1 - eller 2-årige sorter podet på grundstammer). - Brug egnede gryder (f.eks. en plastic gryde med 22 cm x 20 cm (diameter x højde) og forberede 5 L af standard substrat baseret på høj kvalitet hvid tørv (50%) og kokos fiber (50%).
- Brug træer, der er omkring 1,5 m høj med en veludviklet kugleformet krone fra 1 m til 1,5 m. planter bør være helt raske, og være pest-, patogen - eller sygdomsfri.
3. første kunstvanding
- Vande planterne for første gang så snart de ankommer fra børnehave til at standardisere vandindhold. Vand ved nedsænkning. Dække gryder med vand midt i 20 min.
- Holde planter udenfor i halv skygge uden vanding for 3-5 dage (tabel 1).
4. springtime betingelser i phytotron
- Anmeld webstedets springtime betingelser at fastlægge de gennemsnitlige dag og nat temperatur, lysperiode og relativ luftfugtighed (f.eks. på arbejdet latitude (39° 28′ 53.95″ Nielsen, 0 ° 20 37.71″ W) med kun én bloom årligt citrus træ blomstringsperiode strækker sig fra midten af marts til slutningen af April med nogle årlige variationer. Derfor, disse datoer blev kontrolleret i flere meteorologiske stationer (fx WS 38 ° 57' 51.77″, N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 moh) i mindst 10 år, og den gennemsnitlige dag og nat temperatur, lys og relativ luftfugtighed blev bestemt).
- Programmere vækst salen for mandarintræer med følgende betingelser: (i) temperatur af 22 ° C/11 ° C (dag/nat); (ii) lysperiode på 13/11 h (lys/mørk); (iii) relativ fugtighed omkring 60% og ikke mindre end 50% (figur 3).
- Bruge to elektroniske controllere med dobbelt udgang, en dag og en for natten fugtighed. Brug en timer for at skifte fra dag til nat fugtighed. Opret minimums- og fugtighed for dag og nat.
- For minimum fugtighed, tryk på og slip (enkelt tryk) knappen sæt ; SP 1 (sæt punkt 1) vises. Tryk på og slip knappen sæt og tryk på op eller ned for at ændre værdien SP1 (50%).
- For maksimal fugt, tryk på og slip (enkelt tryk) knappen sæt ; SP 1 (sæt punkt 1) vises. Tryk på op eller ned for at ændre til SP 2; SP 2 (sæt punkt 2) vises. Tryk på og slip knappen sæt og tryk på op eller ned for at ændre værdien SP2 (60%).
- Bruge et elektronisk controller med 2 sæt point og en differentieret sætpunktet justering til at oprette temperatur. Brug en timer for at skifte fra dag til nat temperatur.
- Oprette den ønskede dag temperatur (22 ° C). Tryk på og slip knappen sæt ; SP 1 (sæt punkt 1) vises. Tryk på knappen sæt ; Tryk på op eller ned for at ændre værdien SP1.
- Opsætning af forordning band, for eksempel Saldo 1 og dF1 parametre. Køling starter, når sæt punkt 1 (SP1) plus Saldo1 er nået og vil stoppe ved en temperatur lig med SP1 plus Saldo1 minus dF1. Tryk på knappen sæt til 5 s; rE1 vises; Tryk på sæt; Tryk på tasten op ; Saldo1 vises; Tryk på Set , og tryk på op eller ned for at ændre Saldo1 værdi (2 ° C); Tryk på Set | Op; dF1 vises; Tryk på Set og tryk den op eller ned for at ændre dF1 værdi (2 ° C).
- Konfigurer den ønskede nat temperatur (11 ° C) ved få adgang til OS1 parameter (Offset sat punkt 1). Tryk på knappen sæt til 5 s; Tryk på ned 3 gange; cnF vises; Tryk på Set | Ned; PA2 vises; Tryk på sæt; rE1 vises; Tryk på sæt; OS1 vises; Tryk på Set , og tryk på op eller ned for at ændre OS1 værdien (-11 ° C); Tryk på knappen fnc (ESC funktion (exit)).
- Bruge to elektroniske controllere med dobbelt udgang, en dag og en for natten fugtighed. Brug en timer for at skifte fra dag til nat fugtighed. Opret minimums- og fugtighed for dag og nat.
- Øge temperaturen 1 ° c (23/12 ° C dag/nat) efter 4 uger, og Tilføj en halv time af lys (13.5/10.5 lys/mørke).
Bemærk: Som phytotron variation intervaller, nighttime temperatur kan variere fra 11 ° C til 14 ° C, og temperaturen i dagtimerne fra 19 ° C til 22 ° C (figur 3). - Bruge to lys kits med en reflektor, en elektrisk ballast natrium Halogenid og højtryks natrium (HPS) 600 W lampe til at opnå den passende lysintensitet (figur 4). Lysintensiteten er afgørende for blomstring.
- Ændre afstanden mellem lampen og kronen til at opnå den ønskede lysintensitet og opsætte lys med timeren.
- Check belysningsstyrken med et luxmeter. På toppen af kronen, skal 55.000 lux (671 µmol m-2 s-1) nås, med 40.000 lux (488 µmol m-2 s-1) på krone-base.
5. markedsføring træer inde i phytotron
- Placer træer inde i phytotron og holde dem i flere uger uden vanding dem (figur 5A).
- Distribuere træer regelmæssigt, således at hver har de samme ledig plads og lys (f.eks. træer var jævnt fordelt inde i vækst kammer i tre linjer, og ved fire positioner. Afstand mellem linjer var 0,46 cm, mens afstanden mellem holdninger var 0,37 cm) (figur 1).
- Distribuere enkeltpersoner og sorter tilfældigt blandt positioner (figur 1).
6. floral induktion
- Brug vand stress for blomstermotiver induktion. Efter den første kunstvanding, ikke vande træer indtil vand stress periode anses for at have færdig.
- Kontroller vand stress intensitet hver dag ved at kigge på blad fasthed.
- Overveje nok vand stress for blomstermotiver induktion når de fleste blade er slap, men har ikke begyndte at falde (f.eks. efter 22 dage uden vanding, blade var slatne og et par begyndte at falde) (tabel 1).
Bemærk: Hvis vandet stress er overdreven (mange blade falder), plante overlevelse kan være kompromitteret, hvorimod hvis vand stress er utilstrækkelige (ikke nok slatne blade), dårlig blomstring kan finde sted. - Vande træerne rigeligt efter vand stress periode. Til denne første kunstvanding, vand ved nedsænkning. Dække gryder med vand midt i 20 min.
- Måle vand stress intensitet for den enkelte ved at bemærke antallet af nedfaldne blade (figur 5BC). Procentdelen af nedfaldne blade er en indirekte måling af vand stress påført enkelte. Anslå procentdelen af nedfaldne blade sammenligner det samlede beløb af blade før og efter vand stress periode.
7. blomst høst om nødvendigt for andre eksperimenter
- I begyndelsen og slutningen af blomstring perioder, indsamle blomster en gang om dagen. På dagene af maksimale blomst produktion, indsamle blomster to gange om dagen og 7 dage om ugen.
- Høste blomster i hånden og holde dem ved-20 ° C i en mærket plasticpose (fig. 5 d). Blomst produktion af seks mandarintræer kan variere fra 25 til mere end 200 blomster pr dag.
- Vælg tilstanden nøjagtige blomst, når at indsamle.
- Bruge blomster til in vitro-pollen spiring assays eller til andre formål med en pollen levedygtighed, der er lig med frisk pollen.
8. andre administrationsopgaver
- Vand træer ca en gang om ugen efter vand-stress perioden afhængig af kravene.
- Kontrol af tilstedeværelse af skadedyr og sygdomme hver 2-3 dage (f.eks. kun en lille population af Icerya purchasi Maskell blev observeret i dette eksperiment og blev manuelt fjernet for at undgå at bruge kemiske behandlinger (figur 5E)).
- Kontrollere indstillingerne temperatur og fugtighed med en datalogger (figur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Eksperimentet blev udført i plant vækst salen beliggende på Valencia Polyteknisk Universitet Gandía Campus (kommune Gandía) i provinsen Valencia, Spanien (39° 28′ 53.95″ Nielsen, 0 ° 20 37.71″ W), i efterårs- og vintersæsonen () (2017 okt 26-2018 februar 5) Tabel 1). Seks mandarintræer cv. 'Clemenules' (et bud mutation af Citrus clementina hort. ex Tanaka) og seks mandarintræer cv. 'Nova' (tangelo hybrid af C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) blev brugt. Træerne var 2 år gamle sorter podet på grundstammer (grundstammer blev 1-årige når først podet). CV. Nova blev podet på en 'Carrizo citrange' rodstok (x Citroncirus sp. = C. sinensis (L.) Osbeck 'Washington' søde orange x Poncirus trifoliata (L.) Raf.), mens cv. Clemenules blev podet på en Citrus volkameriana Pasq. rodstok. Plantemateriale blev fremstillet af registrerede planteskoler med en virusfri-certificering.
Blomstrende blev tvunget i unge citrustræer (kun 2 år gamle sorter) og ikke i foråret i en phytotron vækst kammer. Bloom proces var korrekt udløst og varede 24-29 dage (tabel 1). Blomst produktion var rigeligt i begge sorter (Nova og Clemenules). Seks Nova mandarintræer produceret omkring 1488 blomster, mens seks Clemenules mandarintræer givet omkring 1104 blomster (tabel 2). Blomster blev høstet dagligt og opbevares ved-20 ° C. De blev brugt til in vitro-pollen spiring assays. Pollen af lagrede blomster viste mere end 60% spiring, som indebar god levedygtighed.
Perioden vand stress behov for blomst induktion varede 22 dage, mens perioden mellem induktion og starten af opløbet vækst varede 26-31 dage. Blomster på anthesis blev observeret 20 dage efter første observere tidlige blomsterknopper (tabel 1). En 68-73-dages periode skulle passere mellem Hvornår træer ankom og den tid, da de første blomster blev indhentet.
Vand stress intensitet blev målt til enkelte af det samlede antal af nedfaldne blade (tabel 2). Det samme antal dage uden kunstvanding førte til forskellige blade falder procenter. Tre niveauer af vand stress intensitet var klart: (1) lav intensitet, 5-10% leaf fall, seks Clemenules individer (figur 5 c); (2) medium-høj intensitet, 50-60% blade falder, tre Nova personer (Nova2, Nova5 og Nova6); (3) meget høj intensitet, 80-90% blade falder (figur 5B), tre Nova personer (Nova1, Nova3 og Nova4) (tabel 2). I almindelighed, lidt Nova podet på Carrizo citrange mere vand stress end Clemenules podet på C. volkameriana efter det samme antal dage uden vanding.
Jo højere blade falder procentdel, mere vand stress og derfor større blomster induktion intensiteten. Induktion intensiteten påvirket blomsterstand type, blomstrende dato og det samlede beløb af blomster. Personer med en høj induktion (Nova 1, 3, 4) vises primært bladløse knopper med en blomst eller flere (type A) (figur 6 og figur 7), mens personer med lav induktion (Clemenules) udstillet hovedsagelig knopper med flere blade og en par blomster (type C, flere blade end halvdelen af antallet af blomster) (tabel 2). Personer med intermediate induktion (Nova 2, 5, 6) viste hovedsageligt knopper med en afbalanceret række blade og blomster (type B i figur 6, færre blade end halvdelen af antallet af blomster), men også blomsterknopper (A) og meget få 'C' knopper (tabel 2 og Figur 7).
Blomstringen begyndte 5-7 dage tidligere i Nova end i Clemenules mandarintræer (tabel 1). Ikke desto mindre, blomstrende begyndte tidligere i tre Nova personer (1, 3 og 4), som afslører, at induktion intensiteten forskud blomstrende datoer. 'C' typen skud (hovedsagelig med blade) behov for flere dage at udvikle fordi de produceret blade før blomster. De stærkt induceret enkeltpersoner produceret mange flere blomster (274 blomster pr. træ i gennemsnit) end de lave-induceret personer (184 blomster pr. træ i gennemsnit) (tabel 2 og figur 7).
Langt størstedelen af blomster var fuldstændige og levedygtige. Nogle små grønne blomster med meget korte kronblade blev observeret i begyndelsen af blomstringsperiode (figur 5F), sandsynligvis på grund af den delvis induktion af nogle knopper. I slutningen af perioden blomstring, blev nogle svage og delvist ufrugtbar blomster også observeret. Disse blomster var mindre end almindelige, med kun tre kronblade i stedet for fem; nogle var mandlige blomster med kun støvdragere; nogle var biseksuel, men havde en lille Støvvejene. Blomst kvalitet (størrelse og frugtbarhed) faldet i slutningen af blomstringsperiode i begge sorter.
Figur 1. Vækst kammer dimensioner og plante distribution. Tolv træer fordelt tilfældigt på tre linjer fordelte 0.46 m og fire positioner fordelt 0,37 m fra hinanden. Træerne blev noteret som Nova: cv. 'Nova' (tangelo hybrid af C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) og Nules: cv. 'Clemenules' (et bud mutation af Citrus clementina hort. ex Tanaka). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Phytotron Kontrolpanel. (A) ekstern Kontrolpanel med temperatur, lys og relativ luftfugtighed forordninger; (B) indre tidtager hen til tænd/sluk temperatur og lys. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3. Data-logger temperatur record. Temperaturer varierede fra 11 ° C til 14 ° C natten, og 19 ° C og 22 ° C i dagtimerne. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. Lys kit. Kit med en reflektor, elektriske ballast sodium/metalhalogenlamper og højtryks natrium (HPS) 600W lampe. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5. Fotografier af processen. (A) træer inde phytotron; (B) træ med 90% blade falder; (D) træ med 5% blade falder; (D) høstet blomster; (E) Icerya purchasi Maskell; (F) grønne blomster med meget korte kronblade i begyndelsen af blomstringsperiode. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6. Blomsterstand type. (A1, A2) Indledende og mere udviklet bladløse knopper med en blomst eller flere; (B1, B2) Indledende og mere udviklede knopper med en afbalanceret række blade og blomster; (C1, C2) Indledende og mere udviklede knopper med mange blade og et par blomster. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7. Gennemsnitligt antal blomster og blomsterstand type for hver floral induktion intensitetsniveau. (A) skyder med alle blomster; (B) skyder med en afbalanceret række af blomster og blade; (C) skyder med flere blade end blomster. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
| Datoer | Ledelse begivenheder | Absolut dag | Perioder og relative dage |
| 2017 okt 26 | Citrus træer ankomst til universitetet, først vanding | 0 | Vand stress - Floral induktion = 22 dage |
| 2017 okt 31 | Første dag inde i vækst kammer | 5 | |
| 2017 Nov. 17 | Første kunstvanding dagen efter vand stress | 22 | |
| 2017 Dec. 13 | Første observation af oprindelige vegetative knopper | 48 | Dage siden induktion til udseendet af de nye knopper = 26-31 dage |
| 2017 Dec. 18 | Første observation af indledende blomsterknopper | 53 | |
| 2018 Jan. 02 | Første Nova blomst på anthesis | 68 | Nova blomstringsperiode = 24 dage |
| 2018 Jan. 04 | Start af høst periode for Nova blomster | 70 | |
| 2018 Jan. 07 | Første Clemenules blomst på anthesis | 73 | Clemenules blomstringsperiode = 29 dage |
| 2018 Jan. 09 | Start af høst periode for Clemenules blomster | 75 | |
| 2018 Jan. 11 | Nova fuld blomst produktion | 77 | Forsinke dage mellem Nova og Clemenules = 5-7 dage |
| 2018 Jan. 18 | Clemenules fuld blomst produktion | 84 | |
| 2018 Jan. 26 | Afslutningen af høsten Nova blomster | 92 | Dage at nå fuldt flor af Nova = 9 dage |
| 2018 februar 5 | Afslutningen af høsten Clemenules blomster | 102 | Dage at nå fuldt flor af Clemenules = 11 dage |
Tabel 1. Tidsplan for de vigtigste forvaltnings begivenheder
| Enkelte | Lad efteråret % | Intensitetsniveau | Typer af skud | Mængden af blomster. | ||
| EN % | B % | C % | ||||
| Nova 1 | 85 | 3 | 81 | 17 | 2 | 245 |
| Nova 2 | 55 | 2 | 28 | 68 | 4 | 215 |
| Nova 3 | 90 | 3 | 87 | 10 | 3 | 278 |
| Nova 4 | 82 | 3 | 79 | 19 | 2 | 298 |
| Nova 5 | 60 | 2 | 22 | 75 | 3 | 232 |
| Nova 6 | 54 | 2 | 25 | 71 | 4 | 220 |
| Nova gennemsnit | 71.0 | NA | 53.7 | 43.3 | 3.0 | 248.0 |
| Nova sd | 16,4 | NA | 31,6 | 30.9 | 0,9 | 33,3 |
| Clemenules 1 | 7 | 1 | 2 | 13 | 85 | 219 |
| Clemenules 2 | 5 | 1 | 1 | 8 | 91 | 135 |
| Clemenules 3 | 9 | 1 | 2 | 11 | 87 | 185 |
| Clemenules 4 | 7 | 1 | 4 | 18 | 78 | 210 |
| Clemenules 5 | 10 | 1 | 2 | 6 | 92 | 178 |
| Clemenules 6 | 5 | 1 | 1 | 10 | 89 | 177 |
| Clemens gennemsnit | 7.2 | NA | 2.0 | 11,0 | 87.0 | 184.0 |
| Clemens sd | 2.0 | NA | 1.1 | 4.2 | 5.1 | 26,6 |
| A med kun blomst; B med blade og blomster; C med mange blade og par blomster | ||||||
Tabel 2. Procentdel af blade falder, procentdel af blomsterstand typen og antallet af blomster pr. individ. Enkeltpersoner blev klassificeret i tre intensitet niveauer, 1: 5-10% blade falder; 2: 50-60% blade falder; 3: 80-90% blade falder. Skyde typer var (A) med kun blomst; (B) med blade og blomster; (C) med mange blade og et par blomster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det var muligt at tvinge unge citrustræer (kun 2 år gammel) kan udfolde sig hurtigt og helst med rigelig blomst produktion (ca 216 blomster pr. træ). I tidligere studier14,15, blomst indledning er fremkaldt ved lave temperaturer og processen varede omkring 120 dage. Kombinationen af en kort vand stress periode med foråret betingelserne i phytotron tilladt denne gang er blive reduceret betydeligt, med mandarintræer (cv. Nova) blomstrer efter 68 dage fra tidspunktet forsøget begyndte. Derfor, denne protokol halverer den nødvendige tid. Træerne kom fra planteskolen efter forår og sommer (2017 okt 26) og derfor uden induktive cool betingelser. Protokollen beskrevet her, lave temperaturer var ikke nødvendige for blomstermotiver induktion, og denne stimulus afløst tilstrækkeligt med vand stress. Dette resultat tyder på, at blomster-fremmende faktorer (lave temperaturer, lys, vand stress) er sandsynligvis indbyrdes udskiftelige, og kan bruges enten alene eller kombinerede. Da lave temperaturer blev brugt til blomst indledning, var blomstrende svar proportional med mængden af kolde (antal uger 15 ° C/8 ° C behandling)14. Ligeledes i dette eksperiment var blomstrende svar proportional med mængden af vand stress (% af leaf fall).
Mængden og kvaliteten af blomster var påvirket direkte af blomster induktion intensiteten. Den samme tørke-periode havde forskellige konsekvenser på de to afprøvede sorter. Tre Nova træer mistet 90% af deres blade, mens Clemenules træerne tabte 5-10% af deres blade efter samme induktion periode. Derfor, Nova podet på Carrizo lidt meget mere stress end Clemenules podet på C. volkameriana. Større tørke tolerance er tidligere blevet rapporteret til Volkamer citron rodstok22,23. I dette eksperiment var sort-rodstok kombination klart en determinant for stressniveauet efter de samme tørke-periode. Derfor, floral intensitet afhænger ikke kun på «fremme af faktorer», men også på træer individuelle kendetegn. Et afgørende skridt i floral induktion-protokollen er vand stress. Svær stress kan indtrængende skade træer som en stor procentdel af blade kan falde og kompromittere træ levedygtighed. Derfor bør vand stress kontrolleres hver dag ved at kigge på blad fasthed. Enkelte kan opnå den ønskede vand stress på forskellige tidspunkter afhængigt af flere faktorer (crown-pot volumen relationen, rodstok, udvalg mv.)
De bedste resultater blev opnået med medium-høj induktion (repræsenteret ved 50-60% leaf fall efter induktion periode), hvor blomster udviklet på skyder med en afbalanceret række af blomster og blade (type B). Med henblik herpå varede vand stress periode indtil de fleste blade var blevet slatten, men ikke begynder at falde. Større induktioner produceret flere blomster 5 til 7 dage tidligere, men på bladløse skud. I feltet, vil disse blomster være mindre tilbøjelige til at blive frugt som frugt sæt afhænger kulhydrat tilgængelighed24. Lavere induktioner produceret mindre blomster og med nogen forsinkelse, men produceret skud med flere blade end blomster (type C). Mængden af blomster, blomsterstand type og perioder kan derfor styres af blomst indledning intensitet. Protokollen kan ændres med en længere eller kortere tørke perioden afhængig af hvilken shoot vi har brug for. I tidligere undersøgelser, var typen blomsterstand påvirket af temperaturen under skyde vækst14. I vores eksperiment, blev typen blomsterstand besluttet tidligere i perioden induktion. Derfor, typen blomsterstand kan blive fastlagt under begge induktion af intensitet og senere under bud udvikling gennem temperaturer.
Den metode beskrevet her fokuseret på at opnå blomster til forskningsformål. Teknikken kan præsentere nogle begrænsninger for at få frugter, som det er beskrevet for meget unge træer. Til frugtproduktion af, ville sandsynligvis større og mere voksen træer være nødvendigt. Mange af vores resultater kan i øvrigt være interessant for frugtproduktion i feltet åben. Eksempelvis kan vand stress forvaltes på forhånd eller forbedre blomstring. I dette tilfælde andre faktorer, såsom frugt sæt og kulhydrat tilgængelighed, bør tages i betragtning.
In vitro-pollen spiring undersøgelser bekræftede pollen levedygtighed. Tres procent af pollenkorn spiret, som angiver en analog levedygtighed med frisk pollen17. Som et resultat, viste metoden sig effektivt og nyttigt. Denne metode kan anvendes på andre frugttræer og kan tilbyde forskere en hurtig og nem teknik til at få blomster flere gange om året og til enhver tid. De vigtigste nøgler til at replikere teknikken er fastsat.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Forfatterne takke José Javier Zaragozá Dolz for teknisk bistand og at hjælpe i ledelsesopgaver. Denne forskning blev delvist støttet af Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas som en del af et projekt iværksat med Universitat Politècnica de Valencia (UPV 20170673).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- 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. 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).
- 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, 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).
- 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).
