Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att tvinga blommande i mandarinträd enheten villkor. Vatten stress, hög belysningsstyrka och en simulerad våren fotoperiod tillåtna livskraftiga blommor ska erhållas i en kort tidsperiod. Denna metod tillåter forskare att ha flera blommande perioder i 1 år.
Abstract
Enheten har använts att bedöma effekten av många parametrar på utvecklingen av många arter. Det finns dock mindre information om hur man uppnår snabbt ymnig blomning i unga fruktträd med kammaren växt tillväxt. Denna studie syftade till att beskriva de design och prestanda en snabbt tydlig metod att tvinga blommande i unga mandarinträd (cv. Nova och cv. Clemenules) och analysera påverkan av induktion intensitet på Blomställning typ. Kombinationen av en kort vatten stressperiod med simulerade våren villkor (dag 13 h, 22 ° C, natt 11 h, 12 ° C) i den enheten tillåts blommor att erhållas först efter 68-72 dagar från att experimentet började. Låg temperatur krav ersattes tillräckligt med vattenstress. Blommig svar var proportionell mot vattenstress (mätt som antalet fallna löv): ju större induktion, ju större antal blommor. Blommig induktion intensitet också påverkat Blomställning typ och datum för blomning. Detaljer på artificiell belysning (lumen), fotoperiod, temperaturer, växt storlek och ålder, induktion strategi och dagar för varje etapp finns. Få blommor från fruktträd när som helst, och även flera gånger per år, kan ha många fördelar för forskare. Med den metod som föreslås häri, tre eller ännu fyra, blommande perioder kan tvingas varje år, och forskare bör kunna bestämma när och de vet, varaktigheten av hela processen. Metoden kan vara användbar för: blomma produktion och in vitro-pollen grobarhet analyser; experiment med skadedjur som påverkar tidiga frukt utvecklingsstadier; studier på frukt fysiologiska förändringar. Allt detta kan hjälpa växtförädlare att förkorta gånger att få manliga och kvinnliga könsceller för att utföra tvingad-korsar.
Introduction
Enheten har använts i stor utsträckning att bedöma effekten av många parametrar på utvecklingen av många örtartade och glödlampa växter. Arter såsom ris1, lily2, jordgubb3 och många andra4 har utvärderats enheten villkor. Kammaren experiment på skogsträd har också genomförts att utvärdera ozon känslighet på juvenil bok5,6, och att bedöma påverkan av temperaturer på frost härdning i plantor av tall och Gran7 . Det finns mindre information om hur du skaffar snabbt ymnig blomning i unga fruktträd via tillväxt chambers.
Blomning av citrusträd, och dess förhållande med många endogena och exogena faktorer, har sedan länge i stort sett studerats. Temperaturer8, vatten tillgänglighet9, kolhydrater10, auxin och gibberellin innehållet11,12, abscisic syra13och många andra faktorer som påverkar citrus reproduktiva system har varit studerade. Temperatur och fotoperiod effekter på blomma inledande har studerats i söt apelsin (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. I dessa experiment, länge induktiva villkor (5 veckor vid 15/8 ° C) användes och temperaturen under shoot utveckling påverkat Blomställning typ14. Citrus blomningen, har termen ”Blomställning” tillämpats på alla typer av blommor med tillväxt som uppstår från armhålan knoppar, som används av Reece16.
Att ha en tydlig exakt metod att tvinga blommande under en kort tid och vid andra tillfällen än kan våren ge många fördelar för forskare. Spara tropiska områden sker blommande fruktträd endast en gång per år, vilket begränsar antalet experiment som kan göras.
Blommor som erhållits genom påtvingad metoder kan användas för en mängd olika experiment för att: få livskraftiga pollen för in vitro-tillväxt och grobarhet experiment i någon månad17; köra experiment med skadedjur som påverkar tidiga frukt utvecklingsstadier, även innan petal höst, såsom Pezothrips kellyanus Bagnall18eller Prays citri Millière19; studera effekten av temperaturer, kemiska behandlingar, naturliga predatorer eller bara insekter uppfödning; bedöma påverkan av ett flertal faktorer på de fysiologiska förändringar som stör frukt tidiga utvecklingsstadier, såsom ”veck” i söta orange20,21. hjälpa växtförädlare att förkorta gånger att få manliga och kvinnliga könsceller för att utföra tvingad-korsar.
Denna uppsats syftar till att beskriva de design och prestanda en snabbt tydlig metod att tvinga blommande i unga mandarinträd (cv. Nova och cv. Clemenules) och analysera påverkan av induktion intensitet på Blomställning typ. För att uppnå detta viktiga mål, detaljer på artificiell belysning (lumen), tillhandahålls fotoperiod, temperaturer, anläggningen storlek och ålder, induktion strategi, dagar för induktion, dagar för groning, dagar för blomning och den totala mängden blommor per sort. Vatten stress induktion intensitet även spelades in och relaterade med Blomställning typ, datum och belopp för blommor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. tillväxt kammare egenskaper och regleringskrav
- Använda en tillväxt kammare mäta 1,85 x 1,85 m x 2,5 m (L x b x H) med en total volym på 8.56 m3 (figur 1). En större eller mindre tillväxt kammare kan tillgripas om det behövs.
Obs: Nästan valfritt rum, eller ens ett växthus, kan anpassas för att användas som en tillväxt kammare. - Kontrollera om förordningar, såsom temperatur (dag/natt), fotoperiod (dag/natt), ljus intensitet och minsta relativ luftfuktighet är tillgänglig (figur 2).
Obs: Timers bör tillåta temperatur och ljus avstängningsknapp () kontroll minst var 30 min.
2. växtmaterial
- Erhålla växtmaterial från registrerade plantskolor med en virusfri certifiering (t.ex. sex mandarinträd cv. 'Clemenules' och 6 mandarinträd cv. 'Nova').
Obs: Mandarin träd kan vara ung (t.ex. 1 - eller 2-årig sorter ympats på andra grundstammar). - Använda lämpliga krukor (t.ex. en plastkruka 22 cm x 20 cm (diameter x höjd) och förbereda 5 L standard substrat baserat på hög kvalitet vit torv (50%) och kokosfibrer (50%).
- Användning träd som är ca 1,5 m hög med en väl utvecklad sfäriska krona från 1 m till 1,5 m. växter bör vara helt frisk och pest-, patogen - eller sjukdomsfri.
3. första bevattning
- Vattna växterna för första gången så snart de anländer från plantskolan att standardisera vattenhalt. Vatten genom nedsänkning. Täcka krukorna med vatten halvvägs i 20 min.
- Hålla växterna utanför i halv skugga utan bevattning för 3-5 dagar (tabell 1).
4. springtime villkor i enheten
- Granska webbplatsens våren villkor för att bestämma den genomsnittliga dag och natt temperatur, fotoperiod och relativ luftfuktighet (t.ex. vid den arbetande latituden (39° 28′ N, 0 ° 20′ 37.71″ W 53.95″) med bara en blomma per år citrus träd blommande perioden sträcker sig från mitten av mars till slutet av April med vissa årliga variationer. Därför dessa datum kontrollerats i flera meteorologiska stationer (w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m ö.h.) i minst 10 år och den genomsnittliga dag och natt temperatur, fotoperiod och relativ luftfuktighet bestämdes).
- Programmera tillväxt kammaren för mandarin träd med följande villkor: (i) temperatur av 22 ° C/11 ° C (dag/natt); (ii) fotoperiod 13/11 h (ljus/mörk); (iii) relativ luftfuktighet runt 60% och inte mindre än 50% (figur 3).
- Använd två elektroniska styrenheter med dubbla utgångar, en för dagen och en för natten luftfuktighet. Använd en timer ändra från dag till natt luftfuktighet. Ställa in minimi- och luftfuktighet för dag och natt.
- För lägsta fuktighet, tryck på och släpp (enda tryck) på Set -knappen; SP 1 (börvärde 1) visas; Tryck och släpp på Set -knappen och tryck på upp eller ned för att ändra värdet SP1 (50%).
- För maximal luftfuktighet, tryck på och släpp (enda tryck) på Set -knappen; SP 1 (börvärde 1) visas; Tryck den upp eller ner för att ändra till SP 2; SP 2 (börvärde 2) visas; Tryck och släpp på Set -knappen och tryck på upp eller ned för att ändra värdet SP2 (60%).
- Använd en elektronisk styrenhet med 2 börvärden och en differentiell börvärdet justering för att ställa in temperatur. Använd en timer för att ändra från dag till natttemperatur.
- Ställ in önskad dagstemperaturen (22 ° C). Tryck på och släpp knappen Set ; SP 1 (börvärde 1) visas; Tryck på Set -knappen; Tryck på upp eller ned för att ändra värdet SP1.
- Ställa in förordning bandet, för exempel db1 och dF1 parametrar. Kyl startar när Set punkt 1 (SP1) plus db1 nås och kommer att stanna vid en temperatur som är lika med SP1 plus db1 minus dF1. Tryck på knappen Set för 5 s; rE1 visas; Tryck på Ställ in; Tryck på knappen upp ; db1 visas; Tryck på Set och tryck på upp eller ned för att ändra värdet db1 (2 ° C). Tryck på Set | Upp; dF1 visas; Tryck på Set och tryck upp eller ner ändra dF1 värde (2 ° C).
- Ställ in önskad natt temperaturen (11 ° C), åt OS1 parameter (Offset ange punkt 1). Tryck på knappen Set för 5 s; Tryck ned 3 gånger; cnF visas; Tryck på Set | Ner; PA2 visas; Tryck på Ställ in; rE1 visas; Tryck på Ställ in; OS1 visas; Tryck på Set och tryck uppåt eller nedåt för att ändra värdet OS1 (-11 ° C). Tryck på fnc -knappen (ESC funktion (exit)).
- Använd två elektroniska styrenheter med dubbla utgångar, en för dagen och en för natten luftfuktighet. Använd en timer ändra från dag till natt luftfuktighet. Ställa in minimi- och luftfuktighet för dag och natt.
- Öka temperaturen med 1 ° C (23/12 ° C dag/natt) efter 4 veckor och lägger till en halv timme av ljus (13.5/10.5 ljus/mörk).
Obs: Eftersom enheten har variation spänner, nattliga temperaturen kan variera från 11 ° C till 14 ° C, och dagtid temperaturen från 19 ° C till 22 ° C (figur 3). - Använd två ljus kit med en reflektor, en elektrisk ballast natrium halide och Högtrycksnatrium (HPS) 600 W lampa för att få lämpliga ljusintensiteten (figur 4). Ljusintensiteten är väsentliga för blomning.
- Ändra avståndet mellan lampan och kronan erhålla önskade ljusintensiteten och ställa in fotoperiod med timer.
- Kontrollera belysning med en luxmeter. På toppen av kronan, bör 55.000 lux (671 µmol m-2 s-1) uppnås, med 40.000 lux (488 µmol m-2 s-1) vid crown-basen.
5. Placera träd inne i enheten
- Placera träden släpper enheten och hålla dem i flera veckor utan att vattna dem (figur 5A).
- Distribuerar träd regelbundet så att alla har samma tillgängligt utrymme och ljus (t.ex. träd var jämnt fördelad inne i tillväxt kammaren i tre rader och på fyra positioner. Avståndet mellan linjerna var 0,46 cm, medan avståndet mellan positioner var 0.37 cm) (figur 1).
- Distribuera individer och sorter slumpmässigt bland positioner (figur 1).
6. blommig induktion
- Använd vattenstress för blommig induktion. Efter den första bevattningen, inte vattna träd tills perioden vatten stress anses ha gjort klart.
- Kontrollera vatten stress intensitet varje dag genom att titta på leaf saftspändhet.
- Överväga tillräckligt vattenstress för blommig induktion när de flesta blad är slapp, men har inte börjat falla (t.ex. efter 22 dagar utan vattning bladen var slapp och några började falla) (tabell 1).
Obs: Om vattenstress är överdriven (många blad falla), växten överlevnad kan äventyras, medan om vattenstress är otillräcklig (inte tillräckligt slapp blad), dålig blomning kan äga rum. - Vattna rikligt träden efter vatten stress perioden. För denna första bevattning, vatten genom nedsänkning. Täcka krukor med vatten halvvägs i 20 min.
- Mäta vatten stress intensiteten för varje individ genom att notera det totala antalet fallna löv (figur 5BC). Procentandelen av fallna löv är en indirekt mätning av vattenstress drabbar varje individ. Beräkna procentandelen av fallna löv genom att jämföra den totala mängden löv före och efter perioden vatten stress.
7. blomma skörd om det behövs för andra experiment
- I början och slutet av blommande perioder, samla blommor en gång om dagen. På dagarna av högsta blomma produktion, samla blommor två gånger en dag och 7 dagar i veckan.
- Skörda blommorna för hand och hålla dem vid-20 ° C i en märkt plastpåse (figur 5 d). Blomma produktion av sex mandarinträd kan variera från 25 till mer än 200 blommor per dag.
- Välja den exakta blomma när du samlar in.
- Använda blommor för in vitro-pollen grobarhet analyser eller för andra ändamål med en pollen livskraft som är lika med färsk pollen.
8. andra hanteringsuppgifter
- Vatten träd ungefär en gång i veckan efter perioden vatten-stress beroende på krav.
- Kontrollera förekomsten av skadedjur och sjukdomar varje 2-3 dagar (t.ex. bara en liten population av Icerya purchasi Maskell observerades i detta experiment och avlägsnades manuellt för att undvika att använda kemiska behandlingar (figur 5E)).
- Kontrollera inställningarna för temperatur och luftfuktighet med en datalogger (figur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Experimentet genomfördes i växt tillväxt kammaren ligger på Valencia Polytechnic universitetets Gandía Campus (kommunen Gandía) i provinsen Valencia, Spanien (39° 28′ N, 0 ° 20′ 37.71″ W 53.95″), i höst och vinter () (26 okt - 2018 5 februari 2017) (Se tabell 1). Sex mandarinträd cv. 'Clemenules' (knopp mutation av Citrus clementina hort. ex Tanaka) och sex mandarinträd cv. 'Nova' (tangelo hybrid av C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) användes. Träden var 2-årig sorter ympats på andra grundstammar (grundstammar var 1 år gammal när första ympade). CV. Nova var ympade på en 'Carrizo citrange' grundstam (x Citroncirus sp. = C. sinensis (L.) Osbeck 'Washington' söt apelsin x Poncirus trifoliata (L.) Raf.), medan cv. Clemenules var ympade på en Citrus volkameriana Pasq. rotstock. Växtmaterialet erhölls från registrerade plantskolor med en virusfri certifiering.
Blommande tvingades i unga citrusträd (bara de 2-åriga sorterna) och inte på våren i en kammare med enheten i tillväxt. Bloom processen var korrekt utlöses och varade i 24-29 dagar (tabell 1). Blomma produktion var riklig i båda sorterna (Nova och Clemenules). Sex Nova mandarinträd produceras cirka 1488 blommor, medan sex Clemenules mandarinträd gav runt 1104 blommor (tabell 2). Blommor var skördas dagligen och lagras vid-20 ° C. De användes för in vitro-pollen grobarhet analyser. Pollen av den lagrade blommor visade mer än 60% grobarhet, vilket innebar bra lönsamhet.
Vatten stress perioden behövs för blomma induktion varade i 22 dagar, medan perioden mellan induktion och början av knopp tillväxt varade 26-31 dagar. Blommor på anthesis observerades 20 dagar efter att för det första Observera tidiga blomknoppar (tabell 1). En 68-73-dagarsperiod fick passera mellan den tid när träden anlände och när de första blommorna erhölls.
Vatten stress intensitet mättes för varje individ av det totala antalet fallna löv (tabell 2). Samma antal dagar utan bevattning ledde till olika blad falla procentsatser. Tre nivåer av vatten stress intensiteten fastställdes tydligt: (1) låg intensitet, 5-10% löv höst, de sex Clemenules individerna (figur 5 c); (2) medelhög intensitet, 50-60% löv faller, tre Nova individer (Nova2, Nova5 och Nova6); (3) mycket hög intensitet, 80-90% löv faller (figur 5B), tre Nova individer (Nova1, Nova3 och Nova4) (tabell 2). I allmänhet lidit Nova ympade på Carrizo citrange mycket mer vattenstress än den Clemenules som ympade på C. volkameriana efter samma antal dagar utan vattning.
Ju högre blad falla procentandel, mer vattenstress och därmed större blommig induktion intensiteten. Induktion intensitet påverkat Blomställning typ, blommande datum och den totala mängden blommor. Individer med en hög induktion (Nova 1, 3, 4) visas främst avlövade knoppar med en blomma eller flera (typ A) (figur 6 och figur 7), medan de individerna med låg induktion (Clemenules) uppvisade huvudsakligen knoppar med flera blad och en några blommor (typ C, fler blad än hälften av antalet blommor) (tabell 2). Individer med mellanliggande induktion (Nova 2, 5, 6) visade huvudsakligen knoppar med ett balanserat antal blad och blommor (typ B i figur 6, färre blad än hälften av antalet blommor), men också blomknoppar (A) och mycket få 'C' knoppar (tabell 2 och (Se figur 7).
Blommande började 5-7 dagar tidigare i Nova än i Clemenules mandarin träden (tabell 1). Ändå, blommande började tidigare i tre Nova individer (1, 3 och 4), som avslöjar att induktion intensitet förskott blommande datum. 'C' typ skotten (främst med löv) behövs fler dagar att utveckla eftersom de produceras bladen innan blommor. Mycket-inducerad individerna produceras många fler blommor (274 blommor per träd i genomsnitt) än de låg-inducerad individerna (184 blommor per träd i genomsnitt) (tabell 2 och figur 7).
Den stora majoriteten av blommor var komplett och livskraftig. Några små lummiga blommor med mycket korta kronblad observerades vid början av blommande perioden (figur 5F), förmodligen på grund av partiell induktion av några knoppar. I slutet av blommande perioden observerades också några svaga och delvis infertila blommor. Dessa blommor var mindre än vanliga sådana, med endast tre kronblad istället för fem.; några var hanblommor med bara ståndare; några var bisexuell, men hade en liten gynoecium. Blomma kvalitet (storlek och fertilitet) minskade i slutet av blommande perioden för båda sorterna.
Figur 1. Tillväxt kammare dimensioner och växt distribution. Tolv träd distribueras slumpmässigt in i tre linjer fördelade 0,46 m och fyra positioner fördelade 0,37 m från varandra. Träd noterades som Nova: cv. 'Nova' (tangelo hybrid av C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) och Nules: cv. 'Clemenules' (knopp mutation av Citrus clementina hort. ex Tanaka). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Enheten Kontrollpanelen. (A) externa Kontrollpanelen med temperatur, ljus och relativ luftfuktighet förordningar; (B) interna timers för att slå på/av temperatur och ljus. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. Datalogger temperatur posten. Temperaturen varierade från 11 ° C till 14 ° C nattetid och 19 ° C till 22 ° C under dagtid. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4. Ljus kit. Kit med en reflektor, elektrisk ballast natrium/halide och Högtrycksnatrium (HPS) 600W lampa. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5. Fotografier av processen. (A) träd inne i enheten; (B) träd med 90% löv falla; (D) träd med 5% löv falla; (D) skördas blommor; (E) Icerya purchasi Maskell; (F) lummiga blommor med mycket korta kronblad i början av perioden blommande. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6. Blomställning typ. (A1, A2) Inledande och mer utvecklat avlövade knoppar med en blomma eller flera; (B1, B2) Inledande och mer utvecklade knoppar med ett balanserat antal blad och blommor; (C1, C2) Inledande och mer utvecklade knoppar med många blad och några blommor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7. Genomsnittligt antal blommor och Blomställning typ för varje blommig induktion intensitetsnivå. (A) skott med alla blommor; (B) skott med ett balanserat antal blommor och blad; (C) skott med mer blad än blommor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Datum | Management-händelser | Absoluta dag | Perioder och relativa dagar |
| 2017 okt 26 | Citrusträd ankomst till universitetet, först vattning | 0 | Vatten stress - blommig induktion = 22 dagar |
| 2017 okt 31 | Första dagen inne i tillväxt kammaren | 5 | |
| 2017 17 november | Första bevattning dagen efter vattenstress | 22 | |
| 2017 Dec. 13 | Första observationen av inledande vegetativa knoppar | 48 | Dagar sedan induktion till uppkomsten av nya knopparna = 26-31 dagar |
| 2017 Dec. 18 | Första observationen av inledande blomknoppar | 53 | |
| 2018 Jan 02 | Första Nova blomma på anthesis | 68 | Nova blomningstiden = 24 dagar |
| 2018 Jan 04 | Början av skördeperioden för Nova blommor | 70 | |
| 2018 Jan. 07 | Första Clemenules blomma på anthesis | 73 | Clemenules Blomningstid = 29 dagar |
| 2018 Jan 09 | Början av skördeperioden för Clemenules blommor | 75 | |
| 2018 11 januari | Nova full blomma produktion | 77 | Fördröja dagar mellan Nova och Clemenules = 5-7 dagar |
| 2018 18 januari | Clemenules full blomma produktion | 84 | |
| 2018 Jan. 26 | Slutet av skördeperioden för Nova blommor | 92 | Dagar för att nå full blom av Nova = 9 dagar |
| 2018 5 februari | Slutet av skördeperioden för Clemenules blommor | 102 | Dagar för att nå full blom av Clemenules = 11 dagar |
Tabell 1. Tidsplan för de viktigaste management-händelserna
| Enskilda | Lämna hösten % | Intensitetsnivå | Typer av skott | Mängden blommor. | ||
| 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 genomsnittet | 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 genomsnittet | 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 med endast blomma; B med blad och blommor; C med många blad och några blommor | ||||||
Tabell 2. Andelen löv faller, andelen Blomställning typ och antal blommor per individ. Individer klassificerades i tre intensitetsnivåer, 1: 5-10% löv falla; 2: 50-60% löv falla; 3: 80-90% löv faller. Skjuta typer var (A) med endast blomma; (B) med blad och blommor; (C) med många blad och några blommor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det var möjligt att tvinga blomning av unga citrusträd (endast 2 år gammal) snabbt och helst med ymnig blomma produktion (ca 216 blommor per träd). I tidigare studier14,15, blomma inledande förmåddes av låga temperaturer och processen varade omkring 120 dagar. Kombinationen av en kort vatten stressperiod med våren villkor i den enheten tillåts denna tid minskas avsevärt, med mandarinträd (cv. Nova) blomstrande 68 dagar tiden efter experimentet började. Därför halverar detta protokoll tid som behövs. Träd kom från plantskolan efter våren och sommaren (2017 okt 26) och, därför, utan induktiv kalla förhållanden. För protokollet beskrivs här låga temperaturer var inte nödvändiga för blommig induktion, och denna stimulans ersattes tillräckligt med vattenstress. Detta resultat antyder att blommig-främjande faktorer (låga temperaturer, fotoperiod, vattenstress) är förmodligen utbytbara, och kan användas antingen ensamt eller i kombination. När låga temperaturer användes för blomma initiering, var blommande responsen proportionell till mängden kyla (antal veckor 15 ° C/8 ° C)14. På samma sätt i detta experiment var blommande responsen proportionell till mängden vattenstress (% av löv höst).
Mängden och kvaliteten av blommor påverkades direkt av blommig induktion intensitet. Samma torka period hade olika konsekvenser på de två testa sorterna. Tre Nova träd förlorat 90% av sina blad, medan Clemenules träden tappat 5-10% av sina blad efter årets induktion. Därför lidit Nova ympade på Carrizo mycket mer stress än de Clemenules som ympade på C. volkameriana. Större torka tolerans har tidigare rapporterats för den Volkamer citronolja rotstock22,23. I detta experiment var mängd-rotstock kombinationen helt klart en avgörande faktor för stressnivån efter årets torka. Därför beror blommig intensitet inte bara på 'främjande faktorer ”, men också på trädens individuella egenskaper. Ett avgörande steg i protokollet blommig induktion är vattenstress. Svår stress kan allvarligt skada träd eftersom en hög andel av löv kan falla och angripa trädet livskraft. Därför kontrolleras vattenstress varje dag genom att titta på leaf saftspändhet. Varje individ kan uppnå önskad vattenstress vid olika tidpunkter beroende på flera faktorer (crown-pot volym relation, rotstock, mängd, etc.)
Bästa resultat erhölls med medelhög induktion (företrädd av 50-60% löv faller efter perioden induktion), där blommorna utvecklas på skott med ett balanserat antal blommor och blad (typ B). I detta syfte varade vatten stress perioden tills de flesta bladen hade blivit slapp, men inte börja falla. Större induktioner producerade fler blommor 5 till 7 dagar tidigare, men på avlövade skott. I fältet skulle dessa blommor vara mindre benägna att bli frukt frukt set beror på kolhydrater tillgänglighet24. Lägre induktioner produceras mindre blommor och med viss försening, men producerade skott med mer blad än blommor (typ C). Följaktligen kan mängden blommor, Blomställning typ och perioder styras av blomma inledande intensitet. Protokollet kan ändras med en längre eller kortare torka period beroende på vilken typ av skjuta vi behöver. I tidigare studier påverkades Blomställning typ temperatur under skjuta tillväxt14. I vårt experiment fastställdes Blomställning typ tidigare under perioden induktion. Blomställning typ kan därför bestämmas under både induktion av intensitet och senare under knoppen utveckling genom temperaturer.
Den metod som beskrivs här fokuserat på att få blommor för forskningsändamål. Tekniken kan presentera vissa begränsningar för att få frukt som den beskrivs för mycket unga träd. För fruktproduktion, skulle förmodligen större och mer vuxet träd vara nödvändigt. I alla fall kan många av våra resultat vara intressant för fruktproduktion i fältet Öppna. Exempelvis kan vattenstress hanteras att avancera eller förbättra blommande. I detta fall, andra faktorer, såsom frukt och kolhydrater tillgänglighet, bör beaktas.
In vitro-pollen grobarhet analyser bekräftade pollen livskraft. Sextio procent av pollenkorn grodde, vilket tyder på en liknande livskraft till färsk pollen17. Som ett resultat, metoden visat sig effektiv och användbar. Denna metod kan tillämpas på andra fruktträd och kan erbjuda forskare en snabb och enkel teknik för att få blommor flera gånger om året och när som helst. De viktigaste nycklarna replikeras tekniken tillhandahålls.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Författarna vill tacka José Javier Zaragozá Dolz för att tillhandahålla tekniskt bistånd och hjälpa i hanteringsuppgifter. Denna forskning var delvis stöds av den Asociación Club de Variedades Rotfruktsrösti Protegidas som en del av ett projekt som genomförs med de 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).
