Summary
Hier presenteren we een protocol om te dwingen bloei in mandarin bomen onder Fytotron omstandigheden. Water stress, hoge verlichtingssterkte en een gesimuleerde voorjaar fotoperiode toegestaan levensvatbare bloemen kunnen worden verkregen in een korte periode van tijd. Deze methodologie kan onderzoekers hebben meerdere bloei-perioden in 1 jaar.
Abstract
Fytotron is wijd verbeid gebruikt om te beoordelen van het effect van talrijke parameters op de ontwikkeling van vele soorten. Echter is minder informatie beschikbaar op hoe te bereiken snel overvloedige bloei bij jonge fruitbomen met deze plant groei kamer. Deze studie gericht te schetsen van het ontwerp en de prestaties van een snel duidelijke methodologie te dwingen bloei in jonge Mandarijn bomen (cv. Nova en cv. Clemenules) en voor het analyseren van de invloed van inductie intensiteit op bloeiwijze type. De combinatie van een korte water stress periode met gesimuleerde voorjaar voorwaarden (dag 13 h, 22 ° C, nacht 11 h, 12 ° C) in het Fytotron toegestaan bloemen worden verkregen nadat 68-72 dagen vanaf het moment dat het experiment begon. Lage-temperatuur eisen werden adequaat vervangen door waterstress. Floral reactie was evenredig met waternood (gemeten als het aantal gevallen bladeren): hoe groter de inductie, hoe groter de hoeveelheid bloemen. Floral inductie intensiteit ook beïnvloed bloeiwijze type en datums voor bloei. Gegevens over de kunstmatige verlichting (lumen), fotoperiode, temperaturen, plant grootte en leeftijd, inductie strategie en dagen voor elke fase worden geleverd. Verkrijgen van bloemen van fruitbomen op elk moment, en ook meerdere malen per jaar, kan veel voordelen hebben voor onderzoekers. Met de methode die hierin worden voorgesteld, drie of zelfs vier, bloeiende periodes elk jaar kunnen worden gedwongen, en onderzoekers moeten kunnen beslissen wanneer, en zij zullen weten, de duur van het gehele proces. De methodologie kunnen nuttig zijn voor: bloem van productie en in vitro stuifmeel kiemkracht vitrotests; experimenten met ongedierte die invloed hebben op vroeg ontwikkelingsstadium van de vrucht; studies over fruit fysiologische veranderingen. Dit alles kan helpen veredelaars in te korten tijden te verkrijgen van mannelijke en vrouwelijke gameten standaardinteracties gedwongen-kruisen.
Introduction
Fytotron is wijd verbeid gebruikt om te beoordelen van het effect van talrijke parameters op de ontwikkeling van veel kruidachtige en planten van de lamp. Soorten zoals rijst1, lily2, aardbei3 en vele anderen onder Fytotron omstandigheden4 hebben geëvalueerd. Kamer experimenten op bos bomen zijn ook verricht om te evalueren van ozon gevoeligheid op jonge beuken5,6, en voor de beoordeling van de invloed van temperatuur op vorst verharding in zaailingen van grove den en de Fijnspar7 . Minder informatie is beschikbaar over het verkrijgen van snelle overvloedig bloei bij jonge fruitbomen via groei kamers.
De ontplooiing van citrusbomen en haar relatie met vele endogene en exogene factoren, zijn sinds lang in grote lijnen bestudeerd. Temperaturen8, water beschikbaarheid9, koolhydraten10, auxine en Gibberelline inhoud11,12, abscisic acid13en vele andere factoren die van invloed zijn op citrus reproductieve systemen geweest studeerde. Temperatuur en fotoperiode effecten op de inleiding van de bloem zijn bestudeerd in zoete sinaasappel (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. In deze experimenten, lang inductieve voorwaarden (5 weken bij 15/8 ° C) werden gebruikt en de temperatuur tijdens de shoot ontwikkeling beïnvloed bloeiwijze type14. Tijdens citrus bloei, is de term "bloeiwijze" toegepast op alle soorten bloem-bevattende groei die uit axillary toppen, voortvloeien zoals gebruikt door Reece16.
Hebben een duidelijk precieze methodologie te dwingen bloei over een korte periode en op andere momenten anders dan kan lente vele voordelen bieden voor onderzoekers. Opslaan tropische gebieden, treedt de bloei van de fruitbomen op slechts éénmaal per jaar, die beperkt het aantal experimenten die kan worden gedaan.
Bloemen verkregen door gedwongen methoden kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan experimenten: verkrijgen van levensvatbare pollen voor in vitro groei en kiemkracht experimenten in elke maand17; het uitvoeren van experimenten met ongedierte die invloed hebben op vroeg ontwikkelingsstadium van de vrucht, zelfs voor petal val, zoals Pezothrips kellyanus Bagnall18of door Prays citri Millière19; studie van het effect van temperatuur, chemische behandelingen, natuurlijke vijanden of gewoon insecten kweek; beoordelen van de invloed van talrijke factoren op de fysiologische veranderingen die vroeg ontwikkelingsstadium van de vruchten verstoren, zoals "uitlopen" in zoete oranje20,21; helpen veredelaars in te korten tijden te verkrijgen van mannelijke en vrouwelijke gameten standaardinteracties gedwongen-kruisen.
Dit document beoogt te schetsen van het ontwerp en de prestaties van een snel duidelijke methodologie te dwingen bloei in jonge Mandarijn bomen (cv. Nova en cv. Clemenules) en voor het analyseren van de invloed van inductie intensiteit op bloeiwijze type. Om dit te bereiken belangrijkste, gegevens over de kunstmatige verlichting (lumen), worden fotoperiode, temperaturen, plant grootte en leeftijd, inductie strategie, dagen voor inductie, dagen voor kiemen, dagen voor bloei en de totale hoeveelheid bloemen per verscheidenheid geleverd. Water stress inductie intensiteit werd ook opgenomen en gerelateerde met bloeiwijze type, datums en bedragen van bloemen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. groei kamer kenmerken en vereisten van de verordening
- Gebruik van een kamer van de groei voor het meten van 1.85 m x 1.85 m x 2.5 m (L x W x H) met een totaal volume van 8.56 m3 (Figuur 1). Een kamer groter of kleiner groei kan worden zijn toevlucht genomen tot indien nodig.
Opmerking: Bijna elke kamer, of zelfs een serre, kan worden aangepast om te worden gebruikt als een groei-kamer. - Controleerinderegel verordeningen zoals temperatuur (dag/nacht), fotoperiode (dag/nacht), licht intensiteit en minimale relatieve luchtvochtigheid zijn beschikbaar (Figuur 2).
Opmerking: Timers mag de temperatuur en licht schakelaar (aan/uit) controle ten minste elke 30 min.
2. de plantmateriaal
- Het verkrijgen van het plantmateriaal van geregistreerde kwekerijen met een certificering van virus-vrij (bijvoorbeeld zes Mandarijn bomen cv. 'Clemenules' en 6 Mandarijn bomen cv. 'Nova').
Opmerking: Mandarijn bomen kunnen jonge (bijvoorbeeld 1 - of 2-jaar-oude rassen geënt op onderstammen). - Passende potten gebruiken (bijvoorbeeld een kunststof pot van 22 cm x 20 cm (diameter x hoogte) en bereiden van 5 L standaard substraat op basis van hoge kwaliteit witte turf (50%) en kokos vezel (50%).
- Gebruik bomen die ongeveer 1,5 m hoog met een goed ontwikkelde bolvormige kroon van 1 m tot 1,5 m. planten moeten worden volledig gezond en pest-pathogen of u ziektevrij.
3. eerste irrigatie
- De planten voor de eerste keer, zodra ze uit de kwekerij aankomen te standaardiseren vochtgehalte irrigeren. Water door onderdompeling. Dekking van de potten met water halverwege voor 20 min.
- Houd de planten buiten in half schaduw zonder irrigatie voor 3-5 dagen (tabel 1).
4. lente voorwaarden in de Fytotron
- Bekijken van de site lente voorwaarden kunt bepalen van de gemiddelde dag en nacht temperatuur, de fotoperiode en de relatieve vochtigheid (bijv bij de werkende breedte (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W) met slechts één bloei per jaar de bloeiperiode citrus tree strekt zich uit van half maart tot eind April met sommige jaarlijkse variaties. Daarom deze data ten minste 10 jaar in verschillende meteorologische stations (w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m) werden gecontroleerd, en de gemiddelde dag en nacht temperatuur, de fotoperiode en de relatieve vochtigheid werden bepaald).
- Program van de kamer van de groei voor mandarin bomen met de volgende voorwaarden: (i) temperatuur van 22 ° C/11 ° C (dag/nacht); (ii) de fotoperiode van 13/11 h (licht/donker); (iii) relatieve luchtvochtigheid rond de 60% en niet minder dan 50% (Figuur 3).
- Gebruik twee elektronische besturingen met dubbele uitgang, een voor dag en een voor nacht vochtigheid. Gebruik een timer te veranderen van dag naar nacht vochtigheid. Minimale en maximale luchtvochtigheid instellen voor dag en nacht.
- Voor minimale luchtvochtigheid, indrukt en loslaat (enkele pers) de knop instellen ; SP 1 (INSTELPUNT 1) wordt weergegeven; Druk op en laat u de knop instellen en druk op de omhoog -toets of de neer toets SP1 Uwijzigtdewaarde (50%).
- Voor maximale luchtvochtigheid, indrukt en loslaat (enkele pers) de knop instellen ; SP 1 (INSTELPUNT 1) wordt weergegeven; Druk op de omhoog -toets of de neer toets overstappen op SP 2; SP 2 (INSTELPUNT 2) wordt weergegeven; Druk op en laat u de knop instellen en druk op de omhoog -toets of de neer toets SP2 Uwijzigtdewaarde (60%).
- Gebruik een elektronische controller met 2 set punten en een differentiële instelpunt aanpassing temperatuur instellen. Gebruik een timer te wijzigen van de dag naar nacht temperatuur.
- Instellen van de gewenste dag temperatuur (22 ° C). Druk op en laat de knop instellen ; SP 1 (INSTELPUNT 1) wordt weergegeven; Druk op de knop instellen ; Druk op de omhoog -toets of de neer toets Uwijzigtdewaarde SP1.
- De verordening band, voor voorbeeld db1 en dF1 parameters instellen. Koeling vertrekt wanneer Set punt 1 (SP1) plus db1 is bereikt en stopt bij een temperatuur gelijk aan SP1 plus db1 minus dF1. Druk op de knop Set voor 5 s; rE1 wordt weergegeven; Druk op instellen; Druk op de toets omhoog ; db1 wordt weergegeven; Druk op Set en druk op de omhoog -toets of de neer toets db1 Uwijzigtdewaarde (2 ° C); Druk op Set | Omhoog; dF1 wordt weergegeven; Druk op Set en druk op de omhoog of omlaag om dF1 waarde (2 ° C) te wijzigen.
- Voor het instellen van de gewenste nacht temperatuur (11 ° C), toegang krijgen tot OS1 parameter (Offset ingesteld punt 1). Druk op de knop Set voor 5 s; Druk naar beneden 3 keer; cnF wordt weergegeven; Druk op Set | Naar beneden; PA2 wordt weergegeven; Druk op instellen; rE1 wordt weergegeven; Druk op instellen; OS1 wordt weergegeven; Druk op Set en drukt u op omhoog of omlaag OS1 Uwijzigtdewaarde (-11 ° C); Druk op de knop van de fnc (ESC functie (afrit)).
- Gebruik twee elektronische besturingen met dubbele uitgang, een voor dag en een voor nacht vochtigheid. Gebruik een timer te veranderen van dag naar nacht vochtigheid. Minimale en maximale luchtvochtigheid instellen voor dag en nacht.
- Verhogen van de temperatuur met 1 ° C (23/12 ° C dag/nacht) na 4 weken en een half uur van licht (13.5/10.5 licht/donker) toe te voegen.
Opmerking: Als het Fytotron variatie bereiken heeft, de nachtelijke temperatuur kan variëren van 11 ° C tot 14 ° C, en het overdag temperatuur van 19 ° C tot 22 ° C (Figuur 3). - Gebruik twee lichte kits met een reflector, een elektrische ballast natrium halide en hogedruk natrium (HPS) 600 W lamp te verkrijgen van de juiste lichtintensiteit (Figuur 4). Lichtintensiteit is essentieel voor de bloei.
- Het wijzigen van de afstand tussen de lamp en de kroon te verkrijgen van de gewenste lichtsterkte en opzetten van de fotoperiode met de timer.
- De verlichtingssterkte van het selectievakje met een luxmeter. Op de top van de kroon, worden 55.000 lux (671 µmol m-2 s-1) bereikt, met 40.000 lux (488 µmol m-2 s-1) aan de kroon-basis.
5. het plaatsen van bomen in de Fytotron
- Plaats van de bomen in de Fytotron en houd ze wekenlang zonder water hen (figuur 5A).
- Bomen regelmatig distribueren zodat dat elk dezelfde beschikbare ruimte en licht heeft (bijvoorbeeld bomen werden gelijkmatig verdeeld in de kamer van de groei in drie lijnen en op vier posities. De afstand tussen regels is 0,46 cm, terwijl de afstand tussen standpunten 0,37 cm was) (Figuur 1).
- Distribueren van individuen en rassen willekeurig onder-posities (Figuur 1).
6. floral inductie
- Gebruik waterstress voor floral inductie. Na de eerste irrigatie, niet irrigeren bomen totdat het water stress periode wordt gezien hebt.
- Controleer de intensiteit van de stress water elke dag door te kijken naar blad turgescentie.
- Genoeg waterstress overwegen voor floral inductie wanneer de meeste bladeren slap zijn, maar niet hebben begon te vallen (bijvoorbeeld na 22 dagen zonder water, bladeren waren slappe en een paar gestart vallen) (tabel 1).
Opmerking: Als waterstress buitensporige (veel bladeren vallen), plant overleving kan worden aangetast, terwijl als waterstress onvoldoende is (niet genoeg slappe bladeren), arme bloei kan plaatsvinden. - Bevloeiing van de bomen overvloedig na de stress periode van water. Voor deze eerste irrigatie, water door onderdompeling. Dekking van potten met water halverwege voor 20 min.
- Meet de intensiteit van de stress water voor elk individu met het vaststellen van het totale aantal gevallen bladeren (figuur 5BC). Het percentage van de gevallen bladeren is een indirecte meting van waterstress bij elk individu. Schatting van het percentage van de gevallen bladeren door het vergelijken van de totale hoeveelheid bladeren voor en na de stress periode van water.
7. bloem oogsten indien nodig voor andere experimenten
- Aan het begin en het einde van de bloei-perioden, verzamelen bloemen eenmaal per dag. Op de dagen van maximale bloem productie, verzamelen bloemen tweemaal per dag en 7 dagen per week.
- Oogsten van bloemen met de hand en houd hen bij-20 ° C in een gelabelde plastic zak (figuur 5D). De productie van de bloem van zes Mandarijn bomen kan variëren van 25 tot ruim 200 bloemen per dag.
- Kies de exacte bloem staat bij het verzamelen.
- Bloemen voor in vitro stuifmeel kiemkracht testen of voor enig ander doel gebruiken met een stuifmeel levensvatbaarheid die gelijk is aan verse stuifmeel.
8. andere beheertaken
- Water bomen ongeveer eenmaal per week na de periode van de waterstress afhankelijk van de eisen.
- Controleer de aanwezigheid van ongedierte en ziekte elke 2-3 dagen (bijvoorbeeld alleen een kleine populatie van Icerya purchasi Maskell werd waargenomen in dit experiment en werd handmatig verwijderd om te voorkomen dat met behulp van chemische behandelingen (figuur 5E)).
- Controleer de temperatuur en vochtigheid instellingen met een datalogger (Figuur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Het experiment werd uitgevoerd in de plant groei kamer gelegen op de Valencia Polytechnic University Gandía Campus (gemeente Gandía) in de provincie Valencia, Spanje (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W), in de herfst- en wintermaanden (oktober 26-2018 5 Feb. 2017)) Tabel 1). Zes Mandarijn bomen cv. 'Clemenules' (een knop Mutatie van Citrus clementina hort. ex Tanaka) en zes Mandarijn bomen cv. 'Nova' (de tangelo hybride van C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) werden gebruikt. Bomen werden 2-jaar-oude rassen geënt op onderstammen (onderstammen waren 1-jarige wanneer eerst geënt). CV. Nova was geënt op een onderstam 'Carrizo citrange' (x Citroncirus sp. = C. sinensis (L.) Osbeck 'Washington' zoete oranje x Poncirus trifoliata (L.) Raf.), terwijl cv. Clemenules was geënt op een Citrus volkameriana PASQ. onderstam. Plantmateriaal is verkregen uit de geregistreerde kwekerijen met een certificering van virus-vrij.
Bloeiende werd gedwongen in jonge citrusbomen (alleen de 2-jaar-oude rassen) en niet in het voorjaar in een kamer Fytotron groei. Bloom proces was correct geactiveerd en duurde 24-29 dagen (tabel 1). Bloem productie was overvloedig in beide rassen (Nova en Clemenules). Zes Nova Mandarijn bomen geproduceerd rond 1488 bloemen, terwijl zes Clemenules Mandarijn bomen rond 1104 bloemen (tabel 2 leverde). Bloemen werden geoogst dagelijks en opgeslagen bij-20 ° C. Ze werden gebruikt voor in-vitrodiagnostiek stuifmeel kiemkracht testen. Het stuifmeel van de opgeslagen bloemen bleek meer dan 60% kiemkracht, die goede levensvatbaarheid geïmpliceerd.
Het water stress periode die nodig is voor de bloem inductie duurde 22 dagen, terwijl de periode tussen de inductie en het begin van de groei van de kiem 26-31 dagen duurde. Bloemen op anthesis werden waargenomen 20 dagen na het in de eerste plaats het observeren van vroege bloemknoppen (tabel 1). Een 68-73-dag periode moest doorgeven tussen de tijd wanneer bomen aangekomen en het tijdstip wanneer de eerste bloemen werden verkregen.
Water stress intensiteit werd gemeten voor ieder individu door het totale aantal gevallen bladeren (tabel 2). Hetzelfde aantal dagen zonder irrigatie geleid tot verschillende blad vallen percentages. Drie niveaus van water stress intensiteit werden duidelijk vastgesteld: (1) lage intensiteit, blad daling van 5-10%, de zes Clemenules individuen (figuur 5C); (2) midden-hoog intensiteit, 50-60% blad vallen, drie Nova personen (Nova2, Nova5 en Nova6); (3) zeer hoge intensiteit, 80-90% blad vallen (figuur 5B), drie Nova personen (Nova1, Nova3 en Nova4) (tabel 2). In het algemeen, leed de Nova geënt op Carrizo citrange veel meer waterstress dan de Clemenules geënt op C. volkameriana na het zelfde aantal dagen zonder water.
Hoe hoger het blad vallen percentage, de meer waterstress en dus de grotere bloemen inductie-intensiteit. Inductie intensiteit beïnvloed bloeiwijze type, datum van de bloei en het totale bedrag van de bloemen. Personen met een hoge inductie (Nova 1, 3, 4) weergegeven voornamelijk bladloos toppen met één bloem of verschillende (type A) (Figuur 6 en Figuur 7), terwijl die individuen met lage inductie (Clemenules) tentoongesteld voornamelijk toppen met verschillende bladeren en een enkele bloemen (type C, meer bladeren dan de helft van het aantal bloemen) (tabel 2). De personen met tussenliggende inductie (Nova 2, 5, 6) toonde vooral toppen met een evenwichtige aantal bladeren en bloemen (type B in Figuur 6, minder bladeren dan de helft van het aantal bloemen), maar ook de bloemknoppen (A) en zeer weinig 'C' knoppen (tabel 2 en Figuur 7).
Bloeiende begon 5-7 dagen eerder in de Nova dan in de Clemenules Mandarijn bomen (tabel 1). Niettemin, bloeiende begon eerder in drie Nova personen (1, 3 en 4), die onthult dat inductie intensiteit bloei datums voorschotten. De 'C' type scheuten (voornamelijk met blaadjes) meer dagen te ontwikkelen omdat ze geproduceerd bladeren voordat u bloemen nodig. De personen met hoogst-geïnduceerde geproduceerd veel meer bloemen (274 bloemen per boom gemiddeld) dan de lage-geïnduceerde personen (184 bloemen per boom gemiddeld) (tabel 2 en Figuur 7).
De overgrote meerderheid van bloemen waren voltooid en levensvatbaar. Sommige groene bloempjes met zeer korte bloemblaadjes werden vastgesteld aan het begin van de bloeiperiode (figuur 5F), waarschijnlijk als gevolg van de gedeeltelijke inductie van sommige toppen. Aan het einde van de bloeiperiode, werden sommige zwak en deels een onvruchtbare bloemen ook waargenomen. Deze bloemen zijn kleiner dan gewone ones, met slechts drie bloemblaadjes in plaats van vijf; Sommige waren mannelijke bloemen met alleen meeldraden; Sommige waren biseksueel, maar had een kleine vruchtbeginsel. Kwaliteit van de bloem (grootte en vruchtbaarheid) afgenomen aan het einde van de bloeiperiode voor beide rassen.
Figuur 1. Groei kamer afmetingen en plant distributie. Twaalf bomen willekeurig verdeeld in drie lijnen verdeelde 0,46 m en vier posities verdeelde 0.37 m uit elkaar. Bomen werden geconstateerd als Nova: cv. 'Nova' (de tangelo hybride van C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) en Nules: cv. 'Clemenules' (een knop Mutatie van Citrus clementina hort. ex Tanaka). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2. Configuratiescherm Fytotron. (A) externe controlepaneel met licht, temperatuur en relatieve vochtigheid verordeningen; (B) interne timers om over te schakelen aan/uit temperatuur en licht. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3. Datalogger temperatuurregistratie. Temperaturen variëren van 11 ° C tot 14 ° C bij nacht, en van 19 ° C tot 22 ° C overdag. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4. Licht kit. Kit met een reflector, elektrische ballast natrium/halide en hogedruk natrium (HPS) 600W lamp. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5. Foto's van het proces. (A) bomen binnen de Fytotron; (B) boom met 90% blad vallen; (D) boom met 5% blad vallen; (D) geoogst van bloemen; (E) Icerya purchasi Maskell; (F) groene bloemen met zeer korte bloemblaadjes aan het begin van de bloeiperiode. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 6. Type van de bloeiwijze. (A1, A2) Eerste en meer ontwikkelde bladloos toppen met één bloem of meerdere; (B1, B2) Eerste en meer ontwikkelde toppen met een evenwichtige aantal bladeren en bloemen; (C1, C2) Eerste en meer ontwikkelde toppen met veel bladeren en een paar bloemen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 7. Gemiddeld aantal bloemen en de bloeiwijze type voor elke intensiteitsniveau floral inductie. (A) schiet met alle bloemen; (B) schiet met een evenwichtige aantal bloemen en bladeren; (C) scheuten met bladeren van de meer dan bloemen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
| Datums | Beheer evenementen | Absolute dag | Periodes en relatieve dagen |
| 26 oktober 2017 | Citrusbomen aankomst aan de Universiteit, eerst drenken | 0 | Stress - Floral inductie water = 22 dagen |
| 31 oktober 2017 | Eerste dag in de kamer van de groei | 5 | |
| 17 november 2017 | Eerste irrigatie overmorgen waterstress | 22 | |
| 13 Dec. 2017 | Eerste waarneming van eerste vegetatieve toppen | 48 | Dagen sinds inductie tot de verschijning van de nieuwe knoppen = 26-31 dagen |
| 2017 18 Dec. | Eerste waarneming van de eerste bloemknoppen | 53 | |
| 02 januari 2018 | Eerste Nova bloem op anthesis | 68 | Nova bloeiperiode = 24 dagen |
| 04 januari 2018 | Begin van de periode van oogst voor Nova bloemen | 70 | |
| 07 januari 2018 | Eerste Clemenules bloem op anthesis | 73 | Clemenules bloeiperiode = 29 dagen |
| 09 januari 2018 | Begin van de periode van oogst voor Clemenules bloemen | 75 | |
| 11 januari 2018 | Nova volledige bloem productie | 77 | Vertraging dagen tussen Nova en Clemenules = 5-7 dagen |
| 18 januari 2018 | Clemenules volledige bloem productie | 84 | |
| 26 januari 2018 | Ultimo oogst voor Nova bloemen | 92 | Dagen tot volle bloei door Nova = 9 dagen |
| 5 februari 2018 | Ultimo oogst voor Clemenules bloemen | 102 | Dagen tot volle bloei door Clemenules = 11 dagen |
Tabel 1. Overzicht van het beheer van de belangrijkste evenementen
| Individu | Val % verlaten | Intensiteitsniveau | Soorten shoots | Bedrag van de bloemen. | ||
| EEN % | 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 gemiddelde | 71,0 | NB | 53,7 | 43,3 | 3.0 | 248.0 |
| Nova sd | 16.4 | NB | 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 |
| Gemiddelde van Clemen | 7.2 | NB | 2.0 | 11.0 | 87.0 | 184.0 |
| Clemen sd | 2.0 | NB | 1.1 | 4.2 | 5.1 | 26,6 |
| A met alleen bloem; B met bladeren en bloemen; C met veel bladeren en enkele bloemen | ||||||
Tabel 2. Percentage van blad vallen, percentage van de bloeiwijze type en aantal bloemen per individu. Individuen werden ingedeeld in drie intensiteitsniveaus, 1: 5-10% blad vallen; 2: 50-60% blad vallen; 3: 80-90% blad vallen. Shoot types waren (A) met alleen bloem; (B) met bladeren en bloemen; (C) met veel bladeren en een paar bloemen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het was mogelijk om de ontplooiing van de jonge citrusbomen (slechts 2 jaar oud) snel en op elk gewenst moment met overvloedig bloem productie (ongeveer 216 bloemen per boom). In vorige studies14,15, bloem initiatie was geïnduceerd door lage temperaturen en het proces duurde ongeveer 120 dagen. De combinatie van een korte water stress periode met lente-voorwaarden in de Fytotron deze keer toegestaan op aanzienlijk worden verkleind, met Mandarijn bomen (cv. Nova) bloeiende na 68 dagen vanaf het moment dat het experiment begon. Dit protocol helften daarom de nodige tijd. Bomen kwam uit de kwekerij na lente en zomer (26 oktober 2017) en, derhalve, onvoorwaardelijk inductieve cool. Voor het protocol beschreven hier, lage temperaturen waren niet nodig voor de bloemen inductie en deze stimulans adequaat met waternood werd vervangen. Dit resultaat blijkt dat bloemen-bevorderende factoren (lage temperaturen, fotoperiode, waterstress) waarschijnlijk uitwisselbaar zijn, en hetzij alleen of in combinatie kunnen worden gebruikt. Lage temperaturen werden gebruikt voor het initiëren van de bloem, toen de bloeiende reactie in verhouding tot de hoeveelheid koude (aantal weken van de behandeling van de 15 ° C/8 ° C),14. Ook in dit experiment was de bloeiende reactie evenredig aan de hoeveelheid waterstress (% van de daling van het blad).
De hoeveelheid en de kwaliteit van bloemen werden beïnvloed rechtstreeks door floral inductie intensiteit. De dezelfde periode van droogte heeft verschillende gevolgen gehad op de twee geteste rassen. Drie Nova bomen verloren 90% van hun bladeren, terwijl de bomen Clemenules 5-10% van hun bladeren na de dezelfde inductieperiode verloren. Daarom leed Nova geënt op Carrizo veel meer stress dan de Clemenules geënt op C. volkameriana. Meer droogte tolerantie heeft voor de Volkamer citroen onderstam22,23eerder gemeld. In dit experiment was de verscheidenheid-onderstam combinatie duidelijk een determinant voor de stressniveau na de dezelfde periode van droogte. Daarom, floral intensiteit afhankelijk van niet alleen "bevordering van factoren", maar ook op de individuele kenmerken van de bomen. Een cruciale stap in het protocol floral inductie is waterstress. Ernstige stress kan ernstig beschadigen van bomen als een hoog percentage van de bladeren kan vallen en levensvatbaarheid van de boom. Daarom moet op waterstress elke dag door te kijken naar blad turgescentie worden gecontroleerd. Ieder individu kan het bereiken van de gewenste waterstress op een ander tijdstip afhankelijk van verschillende factoren (kroon-pot volume relatie, onderstam, verscheidenheid, enz.)
De beste resultaten werden verkregen met de middelhoge inductie (vertegenwoordigd door de daling van het blad van de 50-60% na de inductieperiode), waar bloemen ontwikkeld op schiet met een evenwichtige aantal bloemen en bladeren (type B). Te dien einde duurde de water stress periode totdat de meeste bladeren slappe was geworden, maar niet beginnen deed te vallen. Grotere inducties geproduceerd meer bloemen 5 tot 7 dagen eerder, maar op bladloos scheuten. In het veld zou deze bloemen zijn minder waarschijnlijk tot fruit als groente verzameling afhankelijk van koolhydraten beschikbaarheid24. Lagere inducties geproduceerd minder bloemen en met enige vertraging, maar geproduceerd van scheuten met bladeren van de meer dan bloemen (type C). Bijgevolg kan de hoeveelheid bloemen, bloeiwijze type en perioden worden gecontroleerd door bloem initiatie intensiteit. Het protocol kan worden gewijzigd met een langere of kortere droogte periode afhankelijk van welk type van de schieten we nodig. In eerdere studies, werd het type bloeiwijze beïnvloed door de temperatuur tijdens schieten groei14. In ons experiment, werd de bloeiwijze type bepaald eerder tijdens de inductieperiode. Daarom kan het type van de bloeiwijze vastgesteld tijdens beide inductie door intensiteit en later tijdens topontwikkeling via temperaturen.
De hier beschreven methode is gericht op het verkrijgen van bloemen voor onderzoeksdoeleinden. De techniek kan presenteren enkele beperkingen om te verkrijgen van vruchten als het is beschreven voor zeer jonge bomen. Voor de fruitteelt worden gebruikt zou waarschijnlijk groter en meer volwassen bomen nodig. Veel van onze resultaten kunnen in ieder geval zijn interessant voor de fruitteelt worden gebruikt in het veld openen. Bijvoorbeeld kan waterstress worden beheerd vooraf of verbeteren van de bloei. In dit geval stelt u andere factoren, zoals fruit en koolhydraten beschikbaarheid, moet rekening worden gehouden.
De kieming van in vitro stuifmeel testen bevestigde stuifmeel levensvatbaarheid. Zestig procent van stuifmeel korrels ontkiemd, die aangeeft dat een analoog levensvatbaarheid te vers stuifmeel17. Dientengevolge, de methodologie bewezen effectief en nuttig. Deze methode kan worden toegepast op andere fruitbomen en kan bieden onderzoekers een snelle en gemakkelijke techniek om bloemen verschillende malen per jaar en op elk gewenst moment. De belangrijkste sleutels tot het repliceren van de techniek worden geleverd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs bedanken José Javier Zaragozá Dolz voor de verlening van technische bijstand en helpen in de beheerstaken. Dit onderzoek werd gedeeltelijk ondersteund door de Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas als onderdeel van een project uitgevoerd met de Universitat Politècnica de València (UPV 20170673).
Materials
| 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).
