Summary
Qui, presentiamo un protocollo per forzare fioritura di alberi di mandarino in condizioni phytotron. L'acqua lo stress, elevato illuminamento e un fotoperiodo di primavera simulato ammessi fiori vitali ottenute in un breve periodo di tempo. Questa metodologia permette ai ricercatori di avere diversi periodi di fioritura in 1 anno.
Abstract
Phytotron è stato ampiamente utilizzato per valutare l'effetto di numerosi parametri sullo sviluppo di molte specie. Tuttavia, meno informazioni sono disponibili su come raggiungere velocemente abbondante fioritura in alberi da frutto giovane con questa camera di crescita della pianta. Questo studio ha mirato a delineare la progettazione e le prestazioni di una metodologia veloce chiara per forzare fioritura in giovani alberi di mandarino (CV Nova e CV Clemenules) e di analizzare l'influenza dell'intensità di induzione sul tipo di infiorescenza. La combinazione di un periodo di sforzo breve acqua con condizioni simulate primavera (giorno 13 h, 22 ° C, notte h 11, 12 ° C) in phytotron ammessi fiori ottenibili solo dopo 68-72 giorni dal momento in cui l'esperimento ha cominciato. Requisiti di bassa temperatura sono stati adeguatamente sostituiti con stress idrico. Risposta floreale era proporzionale a stress idrico (misurato come numero di foglie cadute): maggiore è l'induzione, la più grande quantità di fiori. Intensità di induzione floreale influenzata anche tipo di infiorescenza e date per la fioritura. Dettagli su illuminazione artificiale (Lumen), fotoperiodo, temperature, pianta di dimensioni e l'età, strategia di induzione e giorni per ciascuna fase sono forniti. Come ottenere fiori da alberi da frutto in qualsiasi momento e anche più volte l'anno, può avere molti vantaggi per i ricercatori. Con la metodologia proposta nel presente documento, tre o anche quattro, periodi di fioritura possono essere costretti ogni anno, e i ricercatori dovrebbero essere in grado di decidere quando, e sapranno, la durata dell'intero processo. La metodologia può essere utile per: fiore produzione e dosaggi di germinazione del polline in vitro; esperimenti con i parassiti che colpiscono le prime fasi di sviluppo di frutta; studi sulle alterazioni fisiologiche di frutta. Tutto questo può aiutare a coltivatori di piante per abbreviare i tempi per ottenere gameti maschili e femminili per eseguire costretto-croci.
Introduction
Phytotron è stato ampiamente utilizzato per valutare l'effetto di numerosi parametri sullo sviluppo di molte piante erbacee e piante della lampadina. Specie come riso1, Giglio2, fragola3 e molti altri4 sono stati valutati in condizioni di phytotron. Esperimenti di camera sugli alberi della foresta sono stati effettuati anche per valutare la sensibilità di ozono giovanile faggio5,6e per valutare l'influenza delle temperature sull'indurimento di gelo nei semenzali di pino silvestre e abete rosso7 . Meno informazioni sono disponibili su come ottenere la fioritura veloce profusa in alberi da frutto giovane via camere di crescita.
La fioritura di alberi di agrumi e la sua relazione con molti fattori endogeni ed esogeni, da lungo tempo sono state ampiamente studiate. Temperature8, acqua disponibilità9, carboidrati10, auxina e gibberellina indice11,12, acido abscissico13e molti altri fattori che influenzano i sistemi riproduttivi degli agrumi sono stati ha studiato. Effetti di temperatura e fotoperiodo su antogena sono stati studiati in arancio dolce (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. In questi esperimenti, condizioni lungo induttive (5 settimane a 15/8 ° C) sono state utilizzate e la temperatura durante lo sviluppo di sparare influenzato infiorescenza tipo14. Durante la fioritura degli agrumi, il termine "infiorescenza" è stato applicato a tutti i tipi di crescita di fiore-cuscinetto che nascono da gemme ascellari, come usato da Reece16.
Avendo una metodologia chiara precisa per forzare fioritura nel corso di un breve periodo di tempo e altre volte diverso da primavera può fornire molti vantaggi per i ricercatori. Risparmia nelle zone tropicali, la fioritura degli alberi da frutto si verifica solo una volta l'anno, che limita il numero di esperimenti che si possono fare.
Fiori ottenuti con metodi forzate possono essere utilizzati per un'ampia varietà di esperimenti per: ottenere polline vitale per la crescita in vitro ed esperimenti di germinazione in qualsiasi mese17; eseguire esperimenti con parassiti che colpiscono le prime fasi di sviluppo del frutto, anche prima di caduta dei petali, ad esempio Pezothrips kellyanus Bagnall18o Prays citri Millière19; studiare l'effetto di temperature, trattamenti chimici, predatori naturali o soli insetti allevamento; valutare l'influenza di numerosi fattori sulle alterazioni fisiologiche che disturbano le prime fasi di sviluppo di frutta, ad esempio "cordonatura" dolce arancia20,21; Guida di selezionatori per abbreviare i tempi per ottenere gameti maschili e femminili per eseguire costretto-croci.
Questo libro intende delineare la progettazione e le prestazioni di una metodologia veloce chiara per forzare fioritura in giovani alberi di mandarino (CV Nova e CV Clemenules) e di analizzare l'influenza dell'intensità di induzione sul tipo di infiorescenza. Per raggiungere questo obiettivo principale, dettagli su illuminazione artificiale (Lumen), fotoperiodo, temperature, dimensioni dell'impianto ed età, strategia di induzione, giorni per induzione, giorni per germogliare, giorni per la fioritura e la quantità totale di fiori per varietà sono forniti. Intensità di induzione di sollecitazione dell'acqua fu anche registrata e correlati con il tipo di infiorescenza, le date e gli importi dei fiori.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. crescita camera caratteristiche e requisiti del regolamento
- Utilizzare una camera di crescita misura 1,85 x 1,85 m x 2,5 m (L x W x H) con un volume totale di 8,56 m3 (Figura 1). Una camera di crescita più grande o più piccolo possa essere riordinata per se necessario.
Nota: Quasi tutta la stanza, o anche una serra, può essere adattata per essere usato come una camera di crescita. - Verifica se normative quali temperatura (giorno/notte), fotoperiodo (giorno/notte), luce intensità e l'umidità relativa sono disponibili (Figura 2).
Nota: Il timer dovrebbe consentire temperatura e luce interruttore (on/off) controllo almeno ogni 30 min.
2. il materiale vegetale
- Ottenere il materiale vegetale da vivai registrati con una certificazione di assenza di virus (ad esempio, sei alberi di mandarino CV 'Clemenules' e alberi di mandarino 6 CV 'Nova').
Nota: Gli alberi di mandarino possono essere giovani (ad es., varietà di 1 - o 2-anno-vecchio innestate su portinnesti). - Utilizzare pentole adeguate (ad es., un pot di plastica di 22 cm x 20 cm (diametro x altezza) e preparare 5 L di substrato standard basata di alta qualità bianco torba (50%) e fibra di cocco (50%).
- Alberi di uso che sono circa 1,5 m di altezza con una corona sferica ben sviluppata da 1 m per 1,5 m. piante dovrebbero essere completamente sano e parassiti-, agente patogeno - o libera da malattia.
3. la prima irrigazione
- Irrigare le piante per la prima volta, non appena arrivano dal vivaio per standardizzare il contenuto di umidità. Acqua per immersione. Coprire i vasi con acqua a metà strada per 20 min.
- Mantenere le piante fuori in mezz'ombra senza irrigazione per 3-5 giorni (tabella 1).
4. condizioni primavera nella phytotron
- Scrivi una recensione su condizioni di primavera del sito per determinare la media temperatura di giorno e notte, fotoperiodo e umidità (per esempio, alla latitudine lavoro (39° 28 ′ N, 0 ° 20 ′ 37.71″ W 53.95″) con sola fioritura all'anno da che il periodo di fioritura albero di agrume si estende metà di marzo alla fine di aprile con alcune variazioni annuali. Pertanto, queste date sono state controllate in diverse stazioni meteorologiche (ad es. w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m s.l.m.) per almeno 10 anni, e sono stati determinati la media temperatura di giorno e notte, fotoperiodo e umidità relativa).
- Programma della camera di crescita per gli alberi di mandarino con le seguenti condizioni: (i) temperatura di 22 ° C/11 ° C (giorno/notte); (ii) fotoperiodo di 13/11 h (chiaro/scuro); (iii) umidità relativa intorno 60% e non meno di 50% (Figura 3).
- Utilizzare due controllori elettronici con doppia uscita, uno per il giorno e uno per l'umidità di notte. Utilizzare un timer per passare dal giorno alla umidità di notte. Impostare umidità minima e massima per giorno e notte.
- Per l'umidità, premere e rilasciare (singola pressione) il tasto Set ; SP 1 (set-point 1) apparirà; Premere e rilasciare il pulsante Set e premere il tasto su o giù per modificare il valore di SP1 (50%) .
- Per umidità massima, premere e rilasciare (singolo premere) il pulsante Set ; SP 1 (set-point 1) apparirà; Premere il tasto su o giù per cambiare a SP 2; SP 2 (set-point 2) apparirà; Premere e rilasciare il pulsante Set e premere il tasto su o giù per modificare il valore di SP2 (60%) .
- Utilizzare un regolatore elettronico con 2 set point e una regolazione differenziale per impostare la temperatura. Utilizzare un timer per cambiare dal giorno alla notte la temperatura.
- Impostare la temperatura di giorno desiderato (22 ° C). Premere e rilasciare il tasto Set ; SP 1 (set-point 1) apparirà; Premere il tasto Set ; Premere il tasto su o giù per modificare il valore di SP1 .
- Impostare la banda di regolazione, per esempio db1 e dF1 parametri. Refrigerazione inizia quando Set point 1 (SP1) più db1 si raggiunge e si ferma a una temperatura uguale a SP1 plus db1 meno dF1. Premere il tasto Set per 5 s; rE1 apparirà; Premere il tasto Set; Premere il tasto UP ; DB1 apparirà; Digitare Set e premere il tasto su o giù per modificare il valore di db1 (2 ° C); Premere il tasto Set | Fino; dF1 apparirà; Digitare Set e premere il su o giù per modificare il valore di dF1 (2 ° C).
- Per impostare la temperatura desiderata notte (11 ° C), accedere a parametro OS1 (Offset impostato punto 1). Premere il tasto Set per 5 s; Premere verso il basso per 3 volte; cnF apparirà; Premere il tasto Set | Verso il basso; PA2 apparirà; Premere il tasto Set; rE1 apparirà; Premere il tasto Set; OS1 apparirà; Digitare Set e premere su o giù per modificare il valore di OS1 (-11 ° C); Premere il tasto fnc (funzione ESC (uscita)).
- Utilizzare due controllori elettronici con doppia uscita, uno per il giorno e uno per l'umidità di notte. Utilizzare un timer per passare dal giorno alla umidità di notte. Impostare umidità minima e massima per giorno e notte.
- Aumentare la temperatura di 1 ° C (23/12 ° C giorno/notte) dopo 4 settimane e aggiungere una mezz'ora di luce (13.5/10.5 chiaro/scuro).
Nota: Come il phytotron ha intervalli di variazione, la temperatura notturna può variare da 11 ° C a 14 ° C e la temperatura di giorno da 19 ° C a 22 ° C (Figura 3). - Utilizzare due kit luce con un riflettore, un alogenuro sodio reattanza elettrica e lampada di sodio ad alta pressione (HPS) 600 W per ottenere l'intensità della luce appropriata (Figura 4). Intensità della luce è essenziale per la fioritura.
- Modificare la distanza tra la lampada e la corona per ottenere l'intensità di luce desiderata e impostare il fotoperiodo con il timer.
- Controllare l'illuminamento con un luxmetro. Nella parte superiore della corona, 55.000 lux (671 µmol m-2 s-1) dovrebbe essere raggiunto, con 40.000 lux (488 µmol m-2 s-1) alla corona-base.
5. immissione alberi all'interno del phytotron
- Posizionare gli alberi all'interno del phytotron e tenerli per diverse settimane senza innaffiarle (Figura 5A).
- Distribuire regolarmente alberi in modo che ognuno ha lo stesso spazio disponibile e luce (ad esempio, gli alberi erano uniformemente distribuiti all'interno della camera di crescita in tre linee e a quattro posizioni. La distanza tra le righe era 0,46 cm, mentre la distanza tra le posizioni era 0,37 cm) (Figura 1).
- Distribuire gli individui e le varietà in modo casuale tra posizioni (Figura 1).
6. floreale induzione
- Utilizzare lo stress idrico per induzione floreale. Dopo la prima irrigazione, non irrigare gli alberi fino a quando il periodo di sforzo di acqua è considerato avere terminato.
- Controllare l'intensità di sollecitazione di acqua ogni giorno guardando turgore foglia.
- Considera abbastanza stress idrico per induzione floreale quando la maggior parte delle foglie sono flaccide, ma non hanno iniziato a cadere (ad es., dopo 22 giorni senza irrigazione, foglie erano flaccidi e alcuni hanno cominciato a cadere) (tabella 1).
Nota: Se lo stress idrico è eccessivo (molte foglie cadono), pianta sopravvivenza può essere compromessa, mentre se lo stress idrico è insufficiente (non abbastanza foglie flaccide), scarsa fioritura può avvenire. - Irrigare abbondantemente gli alberi dopo il periodo di sforzo di acqua. Per questo primo irrigazione, acqua di immersione. Coprire i vasi con acqua a metà strada per 20 min.
- Misurare l'intensità di sollecitazione di acqua per ogni individuo prendendo il numero totale di foglie cadute (figura 5BC). La percentuale di foglie cadute è una misura indiretta di acqua stress subiti da ogni individuo. Stimare la percentuale di foglie cadute comparando la quantità totale di foglie prima e dopo il periodo di sforzo di acqua.
7. fiore raccolta se necessario per altri esperimenti
- All'inizio e alla fine dei periodi di fioritura, raccogliere fiori una volta al giorno. I giorni di produzione massimo fiore, raccogliere fiori, due volte al giorno e 7 giorni alla settimana.
- Vendemmia a mano fiori e conservare a-20 ° C in un sacchetto di plastica con etichettato (Figura 5). La produzione di fiore di sei alberi di mandarino può variare da 25 a oltre 200 fiori al giorno.
- Scegli lo stato esatto fiore durante la raccolta.
- Utilizzare i fiori per i test di germinazione del polline in vitro o per qualsiasi altro scopo con una vitalità di polline che è uguale a polline fresco.
8. altre attività di gestione
- Acqua alberi circa una volta a settimana dopo il periodo di stress idrico a seconda delle esigenze.
- Verificare la presenza di parassiti e malattie ogni 2-3 giorni (per esempio, solo una piccola popolazione di Icerya purchasi Maskell è stata osservata in questo esperimento ed è stato rimosso manualmente per evitare l'uso di trattamenti chimici (Figura 5E)).
- Controllare le impostazioni di temperatura e umidità con un data logger (Figura 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
L'esperimento è stato effettuato nella camera di crescita di pianta che si trova presso Gandía Campus del Politecnico Valencia (comune di Gandía) nella provincia di Valencia, Spagna (39° 28 ′ N, 0 ° 20 ′ 37.71″ W 53.95″), in autunno e inverno ((26 ottobre - 2018 5 febbraio 2017) Tabella 1). Sei alberi di mandarino CV 'Clemenules' (una mutazione del germoglio di Citrus clementina Hort. ex Tanaka) e sei alberi di mandarino CV 'Nova' (l'ibrido di tangelo di c. clementina Hort. ex Tanaka x [c. paradisi Macf. x c. tangerina Hort. ex Tanaka.]) sono stati utilizzati. Gli alberi erano 2-anno-vecchio varietà innestate su portinnesti (portinnesti erano 1-anno-vecchio quando in primo luogo innestato). CV. Nova era innestata su un 'citrange Carrizo' (x SP. Citroncirus = c. sinensis (L.) Osbeck 'Washington' arancio dolce x Poncirus trifoliata (L.) Raf.), mentre CV Clemenules è stato innestato un Citrus volkameriana Pasq. portinnesto. Materiale vegetale è stata ottenuta da vivai registrati con una certificazione di assenza di virus.
Fioritura è stato costretto in giovani alberi di agrumi (solo le varietà di 2 anni) e non in primavera in una camera di crescita phytotron. Processo di fioritura è stato correttamente attivato e durò 24-29 giorni (tabella 1). Produzione di fiori era abbondante in entrambe le varietà (Nova e Clemenules). Sei alberi di mandarino Nova prodotto circa 1488 fiori, mentre sei alberi di mandarino Clemenules ha reso circa 1104 fiori (tabella 2). I fiori sono state raccolte giornalmente e conservati a-20 ° C. Sono stati usati per i test di germinazione del polline in vitro. Il polline del stored fiori ha mostrati più di 60% di germinazione, che implicava la buona redditività.
Il periodo di sforzo di acqua necessario per l'induzione a fiore è durato 22 giorni, mentre il periodo tra induzione e l'inizio della crescita del germoglio è durato 26-31 giorni. Fiori in antesi sono stati osservati 20 giorni dopo in primo luogo osservando i primi germogli di fiore (tabella 1). Un periodo di 68-73-giorno doveva passare tra il momento quando siamo arrivati gli alberi e la data di quando sono stati ottenuti i primi fiori.
Intensità di sollecitazione di acqua è stata misurata per ogni individuo il numero totale di foglie cadute (tabella 2). Lo stesso numero di giorni senza irrigazione hanno portato a diverso foglia caduta percentuali. Tre livelli di intensità di sollecitazione di acqua sono stati chiaramente stabiliti: (1) intensità bassa, 5-10% foglia caduta, i sei individui Clemenules (Figura 5); (2) medio-alta intensità, 50-60% foglia caduta, tre individui di Nova (Nova2, Nova5 e Nova6); (3) molto ad alta intensità, 80-90% foglia caduta (figura 5B), tre individui di Nova (Nova1, Nova3 e Nova4) (tabella 2). In generale, la Nova innestata su citrange Carrizo ha sofferto molto di più lo stress idrico rispetto Clemenules innestati c. volkameriana dopo lo stesso numero di giorni senza irrigazione.
Maggiore la foglia caduta percentuale, lo stress più di acqua e, pertanto, la maggiore intensità di induzione floreale. Intensità di induzione influenzato il tipo di infiorescenza, data di fioritura e la quantità totale di fiori. Gli individui con un ad alta induzione (Nova 1, 3, 4) visualizzato principalmente senza foglie germogli con un fiore o diversi (tipo A) (Figura 6 e Figura 7), mentre quegli individui con bassa induzione (Clemenules) ha esibito principalmente germogli con molte foglie e un pochi fiori (tipo C, più foglie che metà del numero di fiori) (tabella 2). Gli individui con induzione intermedio (Nova 2, 5, 6) hanno mostrato principalmente germogli con un numero equilibrato di foglie e fiori (tipo B in Figura 6, meno foglie di dimezzare il numero di fiori), ma anche germogli di boccioli di fiori (A) e pochissimi 'C' (tabella 2 e Figura 7).
Fioritura ha cominciato 5-7 giorni prima in Nova rispetto tra gli alberi di mandarino Clemenules (tabella 1). Tuttavia, fioritura ha cominciato prima in tre individui di Nova (1, 3 e 4), che rivela che l'intensità di induzione anticipi le date di fioritura. I germogli di tipo «C» (principalmente con foglie) necessari più giorni a svilupparsi perché hanno prodotto foglie prima di fiori. Gli individui altamente indotta prodotto molti altri fiori (274 fiori per pianta in media) rispetto agli individui di bassa-indotta (184 fiori per pianta in media) (tabella 2 e Figura 7).
La stragrande maggioranza dei fiori era completi e praticabile. Alcuni piccoli fiori frondosi con petali molto breve sono stati osservati all'inizio del periodo di fioritura (Figura 5F), probabilmente dovuto l'induzione parziale di alcuni germogli. Alla fine del periodo di fioritura, inoltre sono stati osservati alcuni fiori deboli e parzialmente infertili. Questi fiori erano più piccoli di quelli regolari, con solo tre petali invece di cinque; alcuni erano fiori maschili con solo stami; alcuni erano bisessuali, ma aveva un piccolo gineceo. Qualità dei fiori (dimensione e fertilità) diminuita alla fine del periodo di fioritura per entrambe le varietà.
Figura 1. Dimensioni camera di crescita e distribuzione della pianta. Dodici alberi distribuiti in modo casuale in tre linee distanziate 0,46 m e quattro posizioni distanziati 0,37 m di distanza. Gli alberi sono stati notati come Nova: CV 'Nova' (l'ibrido tangelo di c. clementina Hort. ex Tanaka x [c. paradisi Macf. x c. tangerina Hort. ex Tanaka.]) e Nules: CV 'Clemenules' (una mutazione del germoglio di Citrus clementina Hort. ex Tanaka). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2. Pannello di controllo di Phytotron. Pannello di controllo esterno (A) con temperatura, luce e umidità relativa normativa; (B) interno timer per accensione/spegnimento luce e temperatura. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3. Record di data logger temperatura. Temperature varia da 11 ° C a 14 ° C nelle ore notturne e da 19 ° C a 22 ° C durante il giorno. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4. Kit luce. Kit composto da un riflettore, la reattanza elettrica sodio/ioduri e la lampada al sodio ad alta pressione (HPS) 600W. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5. Fotografie del processo di. (A) alberi all'interno del phytotron; (B) albero con 90% foglia caduta; (D) albero con 5% foglia caduta; (D) raccolto fiori; (E) Icerya purchasi Maskell; (F) i fiori frondosi con petali molto breve all'inizio del periodo di fioritura. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella figura 6. Tipo di infiorescenza. (A1, A2) Iniziale e più sviluppato senza foglie germogli con un fiore o più; (B1, B2) Boccioli iniziale e più sviluppati, con un numero equilibrato di foglie e fiori; (C1, C2) Iniziale e più sviluppati germogli con molte foglie e pochi fiori. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7. Numero medio di fiori e il tipo di infiorescenza per ogni livello di intensità di induzione floreale. (A) spara con tutti i fiori; (B) spara con un numero equilibrato di fiori e foglie; (C) spara con più foglie che fiori. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Date | Eventi di gestione | Data assoluta | Periodi e relativi giorni |
| Il 26 ottobre 2017 | Arrivo di alberi di agrumi all'Università, prima irrigazione | 0 | Stress - induzione floreale idrico = 22 giorni |
| 31 ottobre 2017 | Primo giorno all'interno della camera di crescita | 5 | |
| 17 novembre 2017 | Primo giorno di irrigazione dopo stress idrico | 22 | |
| Il 13 dicembre 2017 | Prima osservazione di gemme vegetative iniziale | 48 | Giorni dall'induzione alla comparsa di nuovi germogli = 26-31 giorni |
| 18 dicembre 2017 | Prima osservazione di boccioli di fiori iniziale | 53 | |
| 02 gennaio 2018 | Primo fiore di Nova presso anthesis | 68 | Periodo di fioritura di Nova = giorni 24 |
| 04 gennaio 2018 | Inizio del periodo di raccolta per i fiori di Nova | 70 | |
| 07 gennaio 2018 | Primo Clemenules fiore in antesi | 73 | Periodo di fioritura Clemenules = 29 giorni |
| 2018 gen. 09 | Inizio del periodo di raccolta per i fiori di Clemenules | 75 | |
| 11 gennaio 2018 | Produzione di pieno fiore di Nova | 77 | Ritardo di giorni tra Nova e Clemenules = 5-7 giorni |
| 18 gennaio 2018 | Clemenules pieno fiore produzione | 84 | |
| 26 gennaio 2018 | Fine del periodo di raccolta per i fiori di Nova | 92 | Giorni per raggiungere la piena fioritura di Nova = 9 giorni |
| 5 febbraio 2018 | Fine del periodo di raccolta per i fiori di Clemenules | 102 | Giorni per raggiungere la piena fioritura di Clemenules = 11 giorni |
Tabella 1. Calendario degli eventi principali di gestione
| individuo | Lasciare la caduta % | Livello di intensità | Tipi di germogli | Quantità di fiori. | ||
| UN % | 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 |
| Media di Nova | 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 |
| Clemen media | 7.2 | NA | 2.0 | 11,0 | 87,0 | 184,0 |
| Clemen sd | 2.0 | NA | 1.1 | 4.2 | 5.1 | 26.6 |
| A con solo fiore; B con foglie e fiori; C con molte foglie e pochi fiori | ||||||
Tabella 2. Percentuale di foglia caduta, percentuale del tipo di infiorescenza e il numero di fiori per ogni individuo. Gli individui sono stati classificati in tre livelli di intensità, 1: 5-10% foglia caduta; 2: caduta del foglio di 50-60%; 3: 80-90% foglia caduta. Sparare i tipi erano (A) con il solo fiore; (B) con foglie e fiori; (C) con molte foglie e pochi fiori.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Era possibile forzare la fioritura di alberi di agrumi giovane (solo 2 anni), rapidamente e in qualsiasi momento con produzione di fiori profusa (circa 216 fiori per albero). In precedenti studi14,15, antogena è stata indotta da basse temperature e il processo è durato circa 120 giorni. La combinazione di un periodo di sforzo breve acqua con molla condizioni in phytotron ha permesso questa volta essere ridotto significativamente, con alberi di mandarino (c.v. Nova) fiorente dopo 68 giorni dal momento in cui l'esperimento ha cominciato. Pertanto, il presente protocollo dimezza il tempo necessario. Alberi è venuto dal vivaio dopo la primavera e l'estate (26 ottobre 2017) e, di conseguenza, senza condizioni di freddo induttive. Per il protocollo descritto qui, basse temperature non erano necessari per l'induzione floreale, e questo stimolo è stato adeguatamente sostituito con lo stress idrico. Questo risultato suggerisce che fattori floreale-Promozione (basse temperature, fotoperiodo, stress idrico) sono probabilmente intercambiabili e possono essere utilizzati da solo o combinato. Quando le temperature minime sono state usate per antogena, la risposta di fioritura era proporzionale alla quantità di freddo (numero di settimane di trattamento di 15 ° C/8 ° C)14. Allo stesso modo in questo esperimento, la risposta di fioritura era proporzionale alla quantità di stress idrico (% di caduta delle foglie).
La quantità e la qualità dei fiori sono stati influenzati direttamente dall'intensità di induzione floreale. Nello stesso periodo di siccità ha avuto conseguenze diverse sulle due testate varietà. Tre alberi di Nova perso il 90% delle loro foglie, mentre gli alberi Clemenules ha perso 5-10% delle loro foglie dopo lo stesso periodo di induzione. Di conseguenza, Nova innestato Carrizo sofferto di stress molto di più rispetto la Clemenules innestati c. volkameriana. Maggiore tolleranza alla siccità precedentemente è stata segnalata per le ciliegie limone portinnesto22,23. In questo esperimento, la combinazione varietà-portinnesto era chiaramente un fattore determinante per il livello di stress dopo lo stesso periodo di siccità. Di conseguenza, intensità floreale dipende non solo «promuovere fattori», ma anche sulle caratteristiche individuali degli alberi. Un passo fondamentale nel protocollo di induzione floreale è lo stress idrico. Grave stress può seriamente danneggiare gli alberi come un'alta percentuale di foglie possa cadere e compromettere la vitalità dell'albero. Di conseguenza, lo stress idrico deve essere controllato ogni giorno guardando turgore foglia. Ogni individuo può raggiungere lo stress dell'acqua desiderata in un momento diverso a seconda di diversi fattori (relazione volume corona-pot, portinnesto, varietà, ecc.)
I migliori risultati sono stati ottenuti con l'induzione di medio-alta (rappresentato da 50-60% foglia caduta dopo il periodo di induzione), dove i fiori sviluppato su spara con un numero equilibrato di fiori e foglie (tipo B). A tal fine, il periodo di sforzo acqua durò fino a quando la maggior parte delle foglie era diventato flaccido, ma non ha cominciato a cadere. Induzioni maggiore prodotto più fiori 5 a 7 giorni prima, ma senza foglie germogli. Nel campo, questi fiori sarebbe meno probabili di diventare frutta come allegagione dipende dalla disponibilità di carboidrati24. Inferiore induzioni meno fiori e con un certo ritardo, ma produrre germogli con più foglie che fiori (tipo C). Di conseguenza, la quantità di periodi, tipo di infiorescenza e fiori può essere controllata da intensità di iniziazione del fiore. Il protocollo può essere modificato con un periodo di siccità più o meno lungo a seconda di quale tipo di sparare abbiamo bisogno. Negli studi precedenti, il tipo di infiorescenza è stato influenzato dalla temperatura durante sparare crescita14. Nel nostro esperimento, il tipo di infiorescenza è stato determinato in precedenza durante il periodo di induzione. Pertanto, il tipo di infiorescenza potrebbe essere determinato durante sia l'induzione di intensità e più tardi, durante lo sviluppo del germoglio attraverso temperature.
La metodologia descritta qui concentrata sul raggiungimento di fiori per scopi di ricerca. La tecnica può presentare alcune limitazioni per ottenere frutti come descritto per gli alberi molto giovani. Per la produzione di frutta, alberi probabilmente più grandi e più adulti sarebbe necessari. In ogni caso, molti dei nostri risultati può essere interessante per la produzione di frutta in campo aperto. Ad esempio, lo stress idrico sono gestibili per far avanzare o migliorare la fioritura. In questo caso, impostare altri fattori, quali frutta e disponibilità di carboidrati, dovrebbero essere presi in considerazione.
La germinazione del polline in vitro dosaggi polline confermata redditività. Sessanta per cento dei granelli di polline germinati, che indica una redditività analoga a polline fresco17. Di conseguenza, la metodologia si è rivelata efficace e utile. Questa metodologia può essere applicata ad altri alberi da frutto e può offrire i ricercatori un veloce e facile tecnica per ottenere fiori diverse volte all'anno e in qualsiasi momento. I tasti principali per replicare la tecnica sono forniti.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Acknowledgments
Gli autori ringraziano José Javier Zaragozá Dolz per fornire assistenza tecnica e aiutare nei compiti di gestione. Questa ricerca è stata parzialmente supportata dalla Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas come parte di un progetto intrapreso con l'Universitat Politècnica de València (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).
