Summary
Her presenterer vi en protokoll for å tvinge blomstrende i mandarin trær under phytotron forhold. Vann stress, høy belysning og en simulert våren fotoperiode tillatt levedyktig blomster til oppnås i en kort periode. Denne metoden gjør at forskerne å ha flere blomstring perioder i 1 år.
Abstract
Phytotron har vært mye brukt til å vurdere effekten av mange parametere på utviklingen av mange arter. Men er mindre informasjon tilgjengelig på hvordan å oppnå rask rikelig blomstrende i unge frukttrær med dette anlegget vekst kammer. Denne studien rettet å skissere design og ytelsen til en rask klar metodikk tvinge blomstrende i unge mandarin trær (cv. Nova og cv. Clemenules) og analysere påvirker induksjon intensitet sitter type. Kombinasjonen av en kort stress periode med simulert våren forhold (dag 13 h, 22 ° C, natt 11 h, 12 ° C) i phytotron tillatt blomster innhentes bare etter 68-72 dager fra tidspunktet eksperimentet begynte. Lav temperatur krav erstattet tilstrekkelig med vann stress. Floral svar var proporsjonal med vann stress (målt som antallet falne blader): jo større induksjon, jo større antall blomster. Floral induksjon intensitet også påvirket sitter type og datoer for blomstrende. Detaljer om kunstig belysning (lumen), fotoperiode, temperatur, plante størrelse og alder, induksjon strategi og dager for hvert trinn. Få blomster fra frukttrær på enhver tid, og også flere ganger i året, kan ha mange fordeler for forskere. Med metodene som er foreslått her, tre eller enda fire, blomstring perioder kan bli tvunget hvert år, og forskerne kunne avgjøre når, og de vet, varigheten av hele prosessen. Metodikken kan være nyttig for: produksjon og i vitro pollen spiring analyser; Eksperimenter med skadedyr som påvirker tidlig frukt utviklingstrinn; studier på frukt fysiologiske endringer. Alt dette kan hjelpe plante oppdretter å forkorte tid å få mannlige og kvinnelige gameter å utføre tvunget krysser.
Introduction
Phytotron har vært mye brukt til å vurdere effekten av mange parametere på utviklingen av mange urteaktig og pære planter. Arter som ris1, lily2, jordbær3 og mange andre4 har blitt evaluert under phytotron forhold. Kammeret eksperimenter på skogstrær har også utført å evaluere ozon følsomhet på juvenile bøk5,6, og å vurdere påvirkning av temperaturer på frost herding i planter av furu og Norge Gran7 . Det finnes mindre informasjon om hvordan du skaffer rask rikelig blomstrende i unge frukttrær via vekst kammer.
Blomstring av sitrustrær, og dens forhold til mange endogene og ytre faktorer, har lenge siden studert forstand. Temperaturer8, vann tilgjengelighet9, karbohydrater10, auxin og gibberellin innholdet11,12, abscisic syre13og mange andre faktorer som påvirker sitrus reproduktive systemer har vært studerte. Temperatur og fotoperiode effekter på blomst innvielse har vært undersøkt i sweet orange (sitrus × sinensis (L.) Osbeck)14,15. I disse eksperimentene, lenge induktiv forhold (5 uker på 15/8 ° C) ble brukt og temperaturen under skyte utvikling påvirket sitter type14. Under sitrus blomstring, er begrepet "sitter" brukt for alle typer blomsten bærende vekst som oppstår fra aksillær knopper, som brukes av Reece16.
Å ha en klar nøyaktig metode for å tvinge blomstrende over en kort periode og andre ganger enn gir våren mange fordeler for forskere. Lagre tropiske områder forekommer blomstrende frukttrær bare en gang i året, som begrenser antall eksperimenter som kan gjøres.
Blomster ved tvunget metoder kan brukes til en rekke eksperimenter for å: få levedyktig pollen i vitro vekst og spiring eksperimenter i en måned17; kjøre eksperimenter med skadedyr som påvirker tidlig frukt utviklingstrinn, selv før bladet faller, for eksempel Pezothrips kellyanus Bagnall18eller ber citri Millière19; studere effekter av temperaturer, kjemiske behandlinger, predatorer eller bare insekter oppdrett; vurdere påvirkning av mange faktorer på de fysiologiske forandringer som forstyrre tidlig frukt utviklingstrinn, for eksempel "skrukking" i søte oransje20,21; hjelpe plante oppdretter å forkorte tid å få mannlige og kvinnelige gameter å utføre tvunget krysser.
Notatet tar sikte på å skissere design og ytelsen til en rask klar metodikk tvinge blomstrende i unge mandarin trær (cv. Nova og cv. Clemenules) og analysere påvirker induksjon intensitet sitter type. For å oppnå dette Hovedmålet, detaljer om kunstig belysning (lumen), tilbys det fotoperiode, temperaturer, plante størrelse og alder, induksjon strategi, dager for induksjon, dager for spirende, blomstring dager og den totale mengden av blomster per rekke. Vann stress induksjon intensitet var også registrert og knyttet med kjørvel type, datoer og mengder av blomster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. vekst kammer egenskaper og reguleringskrav
- Bruke en vekst kammer måle 1,85 x 1,85 m x 2.5 m (L x b x H) med et totalt volum på 8.56 m3 (figur 1). En større eller mindre vekst kammer ty til om nødvendig.
Merk: Nesten alle rom, eller enda et drivhus, kan tilpasses som et vekst kammer. - Sjekk om regelverk som temperatur (dag/natt), fotoperiode (dag/natt), lett intensitet og minimum luftfuktigheten er tilgjengelig (figur 2).
Merk: Tidtakere bør tillate temperatur og lys bytte (på/av) kontroll hver 30 min.
2. plantemateriale
- Få plantemateriale registrerte barnehager med en virusfri sertifisering (f.eks seks mandarin trær cv. 'Clemenules' og 6 mandarin trær cv. "Nova").
Merk: Mandarin trær kan være ung (f.eks 1 - eller 2-år-gamle varianter podet på grunnstammer). - Bruke riktig Potter (f.eks en plastikk gryte 22 cm x 20 cm (diameter x høyde) og 5 L med standard substrat basert på høy kvalitet hvitt torv (50%) og kokos fiber (50%).
- Bruk trær som er rundt 1,5 m høy med en godt utviklet sfærisk krone fra 1 m til 1,5 m. planter bør være helt frisk, og være pest-, patogen - eller sykdomsfri.
3. første vanning
- Vanne plantene for første gang så snart de kommer fra barnehager å standardisere fuktighetsinnhold. Vann ved nedsenkning. Dekk pottene med vann halvveis for 20 min.
- Holde plantene utenfor i halvskygge uten vanning for 3-5 dager (tabell 1).
4. våren forhold i phytotron
- Gå gjennom nettstedets våren betingelser til å bestemme gjennomsnittlig dag og natt temperatur, fotoperiode og relativ luftfuktighet (f.eks på arbeider latitude (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W) med bare én blomst per år sitrus treet blomstring perioden strekker seg fra midten av mars til slutten av April med noen årlige variasjoner. Derfor disse datoene ble sjekket inn flere meteorologiske stasjoner (f.eks WS 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 meter høyde) i minst 10 år, og gjennomsnittlig dag og natt temperatur, fotoperiode og luftfuktigheten var bestemt).
- Programmet vekst kammer for mandarin trær med følgende: (i) temperatur av 22 ° C/11 ° C (dag/natt); (ii) fotoperiode 13/11 h (lys/mørke); (iii) relativ luftfuktighet rundt 60% og ikke mindre enn 50% (Figur 3).
- Bruk to elektronisk kontrollere med dobbel utgang, én dag og én for natten fuktighet. Bruke en tidtaker endre fra dag til natt fuktighet. Angi minimum og maksimum fuktighet for dag og natt.
- For minimum fuktighet, trykker og slipper (enkelt trykk) knappen Angi ; SP 1 (sett punkt 1) vises. Trykk og slipp knappen Angi og trykk opp eller ned for å endre SP1 verdien (50%).
- For maksimal fuktighet, trykker og slipper (enkelt trykk) knappen Angi ; SP 1 (sett punkt 1) vises. Trykk opp eller ned for å bytte til SP 2; SP 2 (sett punkt 2) vises. Trykk og slipp knappen Angi og trykk opp eller ned for å endre SP2 verdien (60%).
- Bruke en elektronisk kontroller med 2 sett poeng og en differensiell settpunkt justering definere temperatur. Bruke en tidtaker endre fra dag til natt temperatur.
- Definere dagen temperaturen (22 ° C). Trykk og slipp knappen Angi ; SP 1 (sett punkt 1) vises. Trykk knappen Angi ; Trykk opp eller ned for å endre SP1 verdien.
- Definere regulering bandet, for eksempel: ps1 og dF1 parametere. Kjøling starter etter sett punkt 1 (SP1) pluss ps1 er nådd og vil stoppe ved en temperatur lik SP1 pluss ps1 minus dF1. Trykk knappen Angi 5 s; rE1 vises. Trykk Sett; Trykk opp tasten. PS1 vises. Trykk Sett og den opp eller ned for å endre ps1 verdien (2 ° C); Trykk Sett | Opp; dF1 vises. Trykk Sett og trykk opp eller ned endre dF1 verdi (2 ° C).
- For å sette opp den ønskede nattemperaturen (11 ° C), tilgang til OS1-parameteren (forskyvning angir punkt 1). Trykk knappen Angi 5 s; Trykk ned 3 ganger; cnF vises. Trykk Sett | Ned; PA2 vises. Trykk Sett; rE1 vises. Trykk Sett; OS1 vises. Trykk Sett og trykk opp eller ned for å endre OS1 verdien (-11 ° C); Trykk knappen fnc (ESC for funksjon (exit)).
- Bruk to elektronisk kontrollere med dobbel utgang, én dag og én for natten fuktighet. Bruke en tidtaker endre fra dag til natt fuktighet. Angi minimum og maksimum fuktighet for dag og natt.
- Øke temperaturen med 1 ° C (23/12 ° C dag/natt) etter 4 uker og legge en halv time på lys (13.5/10.5 lys/mørke).
Merk: Som phytotron har variant områder, nighttime temperaturen kan variere fra 11 ° C til 14 ° C og dagtid temperaturen fra 19 ° C til 22 ° C (Figur 3). - Bruk to lys kits med en reflektor, en elektrisk ballast natrium metallhalid og høytrykks natrium (HPS) 600 W lampe for å få riktig lysintensiteten (Figur 4). Lysintensiteten er viktig for blomstrende.
- Endre avstanden mellom lampen og kronen få ønsket lysintensiteten og satt opp fotoperiode med tiden.
- Sjekk belysning med en luxmeter. På toppen av kronen, skal 55.000 lux (671 µmol m-2 s-1) oppnås, med 40.000 lux (488 µmol m-2 s-1) på crown-basen.
5. plassere trærne inne phytotron
- Plasser trær i phytotron og holde dem i flere uker uten vanning dem (figur 5A).
- Distribuere trærne regelmessig slik at hver har samme plass og lys (f.eks trær ble fordelt i vekst kammer inn i tre linjer og fire posisjoner. Avstanden mellom linjene var 0,46 cm, mens avstanden mellom posisjoner var 0.37 cm) (figur 1).
- Distribuere enkeltpersoner og varianter tilfeldig blant posisjoner (figur 1).
6. Plantelivet induksjon
- Bruk vann stress for floral induksjon. Etter den første vanning, ikke vanne trær til vann stress perioden anses å ha ferdig.
- Sjekk vann stress intensiteten hver dag ved å se på blad turgidity.
- Vurdere nok vann stress for floral induksjon når de fleste bladene er slapp, men har ikke begynt å falle (f.eks etter 22 dager uten vanning, bladene var flaccid og noen begynte å falle) (tabell 1).
Merk: Hvis vannressursene er overdreven (mange bladene faller), plante overlevelse kan bli svekket, mens hvis vannressursene er nok (ikke nok flaccid blader), dårlig blomstrende kan finne sted. - Vanne trærne helt etter vann stress periode. For denne første vanning vann ved nedsenkning. Dekk pottene med vann halvveis for 20 min.
- Måle vann stress intensiteten for hver enkelt ved å merke det totale antallet falne blader (figur 5BC). Prosentandelen av falne blader er en indirekte måling vann stress led av hver enkelt. Beregne prosentandelen av falne blader ved å sammenligne den totale mengden blader før og etter vann stress perioden.
7. blomst høsting hvis nødvendig for andre eksperimenter
- I begynnelsen og slutten av blomstring perioder, samle blomster en gang om dagen. På dager med maksimal blomst produksjon, samle blomster to ganger om dagen og 7 dager i uken.
- Høste blomster for hånd og holde dem på 20 ° C i en merket plastpose (figur 5 d). Blomst produksjon av seks mandarin trær kan variere fra 25 til mer enn 200 blomster per dag.
- Velg nøyaktig blomst staten når.
- Bruke blomster i vitro pollen spiring analyser eller andre formål med en pollen levedyktighet som tilsvarer fersk pollen.
8. andre administrasjonsoppgaver
- Vann trær omtrent en gang i uken etter vannressursene perioden avhengig av behov.
- Sjekk skadedyr og sykdom hver 2-3 dager (f.eks, bare en liten populasjon av Icerya purchasi Maskell ser ble observert i dette eksperimentet og ble manuelt fjernet for å unngå å bruke kjemiske behandlinger (figur 5E)).
- Kontroller innstillingene for temperatur og fuktighet med en datalogger (Figur 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Eksperimentet ble gjennomført i anlegget vekst kammer ligger i Valencia Polytechnic University's Gandía Campus (kommune gandia) i provinsen Valencia, Spania (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W), i høst og vinter (2017 oktober 26-2018 5 februar) ( Tabell 1). Seks mandarin trær cv. 'Clemenules' (en knopp mutasjon av sitrus clementina hort. ex Tanaka) og seks mandarin trær cv. "Nova" (the tangelo hybrid av C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) ble brukt. Trærne var 2 år gammel varianter podet på grunnstammer (grunnstammer var 1 år gamle når første podet). CV. Nova ble podet inn på en 'Carrizo citrange' rootstock (x Citroncirus sp. = C. sinensis (L.) Osbeck 'Washington' søt appelsin x Poncirus trifoliata (L.) Raf.), mens cv. Clemenules ble podet inn på en sitrus volkameriana Pasq. rootstock. Plantemateriale er Hentet fra registrerte barnehager med en virusfri sertifisering.
Blomstrende ble tvunget i unge sitrustrær (bare 2 år gamle varianter) og ikke i våren i en phytotron vekst kammer. Bloom prosessen var riktig utløst og varte i 24 til 29 dager (tabell 1). Blomst produksjon var rikelig i begge varianter (Nova og Clemenules). Seks Nova mandarin trær produsert rundt 1488 blomster, mens seks Clemenules mandarin trær gitt rundt 1104 blomster (tabell 2). Blomster var høstes hver dag og lagret på 20 ° C. De ble brukt i vitro pollen spiring analyser. Pollen av lagrede blomster viste mer enn 60% spiring, som innebar god levedyktighet.
Vann stress tiden som krevs for blomst induksjon varte i 22 dager, mens perioden mellom induksjon og starten av bud vekst varte 26-31 dager. Blomster på anthesis ble observert 20 dager etter det første observere tidlig blomsterknopper (tabell 1). En 68-73-dagersperioden måtte passere mellom tiden da trær kom og når de første blomstene ble innhentet.
Vann stress intensitet ble målt for hver enkelt av det totale antallet falne blader (tabell 2). Samme antall dager uten vanning førte til ulike blad faller prosenter. Tre styrkenivåer, av vann stress var klart etablert: (1) lav intensitet, 5-10% blad høst, seks Clemenules enkeltpersoner (figur 5C); (2) middels høy intensitet, 50-60% blad faller, tre Nova personer (Nova2, Nova5 og Nova6); (3) svært høy intensitet, 80-90% blad faller (figur 5B), tre Nova personer (Nova1, Nova3 og Nova4) (tabell 2). Generelt, LED Nova podet på Carrizo citrange mye mer vann stress enn Clemenules podet på C. volkameriana etter samme antall dager uten vanning.
Jo høyere bladet faller prosent, mer vann stress og derfor større floral induksjon intensiteten. Induksjon intensitet påvirket sitter type, blomstrende dato og den totale mengden blomster. Personer med en høy induksjon (Nova 1, 3, 4) vises hovedsakelig blad knopper med en blomst eller flere (type A) (figur 6 og figur 7), mens personer med lav induksjon (Clemenules) utstilt hovedsakelig knopper med flere blader og noen blomster (type C, flere blader enn halvparten av antall blomster) (tabell 2). Personer med middels induksjon (Nova 2, 5, 6) viste hovedsakelig knopper med balansert flere blader og blomster (type B i figur 6, færre blader enn halvparten av antall blomster), men også blomsterknopper (A) og svært få 'C' knopper (tabell 2 og Figur 7).
Blomstrende begynte 5-7 dager tidligere i Nova enn i Clemenules mandarin trærne (tabell 1). Likevel begynte blomstrende tidligere i tre Nova personer (1, 3 og 4), som avslører at induksjon intensitet fremskritt blomstrende datoer. 'C' type skuddene (hovedsakelig med blader) nødvendig dager å utvikle fordi de produsert blader før blomster. Svært-indusert enkeltpersoner produsert mange flere blomster (274 blomster per treet i gjennomsnitt) enn lav-indusert personer (184 blomster per treet i gjennomsnitt) (tabell 2 og figur 7).
Majoriteten av blomster var fullført og levedyktig. Noen små grønne blomster med svært korte petals ble observert i begynnelsen av blomstring perioden (figur 5F), sannsynligvis skyldes delvis induksjon av noen knopper. På slutten av blomstring perioden, ble noen svak og delvis ufruktbar blomster også observert. Disse blomstene var mindre enn vanlig, med bare tre kronblad i stedet for. noen var mannlige blomster med bare pollenbærere; noen var bifil, men hadde en liten gynoecium. Blomst kvalitet (størrelse og fruktbarhet) redusert på slutten av blomstring perioden for begge varianter.
Figur 1. Vekst kammer dimensjoner og plante distribusjon. Tolv trær fordelt tilfeldig på tre linjer linjeavstand 0,46 m og fire posisjoner linjeavstand 0.37 m fra hverandre. Trær ble bemerket som Nova: cv. "Nova" (tangelo hybrid av C. clementina hort. ex Tanaka x [C. paradisi Macf. x C. tangerina hort. ex Tanaka.]) og Nules: cv. 'Clemenules' (en knopp mutasjon av sitrus clementina hort. ex Tanaka). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Phytotron Kontrollpanel. (A) eksterne Kontrollpanel temperatur, lys og relativ luftfuktighet regler; (B) interne classes å slå på/av temperatur og lys. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3. Datalogger temperatur posten. Temperaturer varierte fra 11 ° C til 14 ° C om natta og 19 ° C til 22 ° C på dagtid. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4. Lys kit. Kit med en reflektor og elektrisk ballast natrium/metallhalid høytrykks natrium (HPS) 600W lampe. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5. Bilder av prosessen. (A) trær i phytotron; (B) tre med 90% blad falle; (D) tre med 5% blad falle; (D) høstet blomster; (E) Icerya purchasi Maskell ser; (F) grønne blomster med svært korte petals begynnelsen av blomstring perioden. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 6. Sitter type. (A1, A2) Innledende og mer utviklet blad knopper med en blomst eller flere; (B1, B2) Innledende og mer utviklet knopper med balansert flere blader og blomster; (C1, C2) Første og mer utviklet knopper med mange blader og noen blomster. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 7. Gjennomsnittlig antall blomster og sitter type for hvert floral induksjon intensitet nivå. (A) skyter med alle blomster; (B) skyter med balansert flere blomster og blader. (C) skyter med flere blader enn blomster. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Datoer | Management hendelser | Absolutt dag | Perioder og relative dager |
| 2017 oktober 26 | Sitrustrær ankomst til universitetet, først vanning | 0 | Vann stress - Floral induksjon = 22 dager |
| 2017 oktober 31 | Første dag i vekst kammer | 5 | |
| 2017 17 november | Første vanning dagen etter vann stress | 22 | |
| 2017 13 desember | Første observasjonen av første vegetative knopper | 48 | Dager siden induksjon til visningen av nye knoppene = 26-31 dager |
| 2017 18 desember | Første observasjonen av første blomsterknopper | 53 | |
| 2018 Jan. 02 | Første Nova blomst i anthesis | 68 | Nova blomstrende periode = 24 dager |
| 2018 Jan. 04 | Harvest periode for Nova blomster | 70 | |
| 2018 januar 07 | Første Clemenules blomst i anthesis | 73 | Clemenules blomstrende periode = 29 dager |
| 2018 Jan 09 | Harvest periode for Clemenules blomster | 75 | |
| 2018 Jan 11 | Nova full blomst produksjon | 77 | Forsinke dager mellom Nova og Clemenules = 5-7 dager |
| 2018 18 januar | Clemenules full blomst produksjon | 84 | |
| 2018 26 januar | Harvest perioden for Nova blomster | 92 | Dager til full blomst av Nova = 9 dager |
| 2018 5 februar | Harvest perioden for Clemenules blomster | 102 | Dager til full blomst av Clemenules = 11 dager |
Tabell 1. Tidsplan hendelsesforløpet viktigste ledelse
| Enkelte | La faller % | Intensitetsnivået | Typer skudd | Mengden blomster. | ||
| EN % | B % | C % | ||||
| Nova 1 | 85 | 3 | 81 | 17 | 2 | 245 |
| Nova 2 | 55 | 2 | 28 | 68 | 4 | 215 |
| Nova 3 | 90 | 3 | 87 | 10 | 3 | 278 |
| Nova 4 | 82 | 3 | 79 | 19 | 2 | 298 |
| Nova 5 | 60 | 2 | 22 | 75 | 3 | 232 |
| Nova 6 | 54 | 2 | 25 | 71 | 4 | 220 |
| Nova gjennomsnitt | 71.0 | NA | 53.7 | 43,3 | 3.0 | 248.0 |
| Nova sd | 16.4 | NA | 31,6 | 30,9 | 0,9 | 33,3 |
| Clemenules 1 | 7 | 1 | 2 | 13 | 85 | 219 |
| Clemenules 2 | 5 | 1 | 1 | 8 | 91 | 135 |
| Clemenules 3 | 9 | 1 | 2 | 11 | 87 | 185 |
| Clemenules 4 | 7 | 1 | 4 | 18 | 78 | 210 |
| Clemenules 5 | 10 | 1 | 2 | 6 | 92 | 178 |
| Clemenules 6 | 5 | 1 | 1 | 10 | 89 | 177 |
| Clemens gjennomsnitt | 7.2 | NA | 2.0 | 11.0 | 87.0 | 184.0 |
| Clemens sd | 2.0 | NA | 1.1 | 4.2 | 5.1 | 26,6 |
| Med bare blomst; B med blader og blomster; C med mange blader og noen blomster | ||||||
Tabell 2. Prosentandel av bladet faller, sitter type og antall blomster per individ. Personer ble klassifisert i tre intensitetsnivåer, 1: 5-10% blad falle; 2: 50-60% blad falle; 3: 80-90% blad faller. Skyte typer var (A) med bare blomst; (B) med blader og blomster; (C) med mange blader og noen blomster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det var mulig å tvinge blomstrende unge sitrustrær (bare 2 år gamle) raskt og til enhver tid med rikelig blomst produksjon (rundt 216 blomster per treet). I tidligere studier14,15, blomst innvielse ble indusert ved lave temperaturer og prosessen varte ca 120 dager. Kombinasjonen av en kort stress periode med våren betingelsene i phytotron tillatt denne gangen reduseres betydelig, med mandarin trær (cv. Nova) blomstrende etter 68 dager fra tidspunktet eksperimentet begynte. Derfor halvdeler denne protokollen nødvendig tid. Trærne kom fra barnehagen etter våren og sommeren (2017 oktober 26), og derfor uten induktiv kule forhold. For protokollen beskrevet her, lave temperaturer var ikke nødvendig for floral induksjon, og denne stimulans erstattet tilstrekkelig med vann stress. Dette resultatet antyder at blomster-fremme faktorer (lave temperaturer, fotoperiode, vann stress) er sannsynligvis utskiftbare og kan brukes alene eller kombinert. Når lave temperaturer ble brukt for blomst initiering, var blomstrende responsen proporsjonalt med kaldt (antall uker med 15 ° C/8 ° C behandling)14. På samme måte i dette eksperimentet var blomstrende responsen proporsjonal med mengden vann stress (% leaf fall).
Mengden og kvaliteten av blomster var påvirket direkte av floral induksjon intensitet. Samme tørke periode hadde ulike konsekvenser på to testet varianter. Tre Nova trær mistet 90% av bladene, mens Clemenules trærne mistet 5-10% av sine blader etter samme induksjon periode. Derfor LED Nova podet på Carrizo mye mer stress enn Clemenules podet på C. volkameriana. Større tørke toleranse er tidligere rapportert til Volkamer sitron rootstock22,23. I dette eksperimentet var utvalg-rootstock kombinasjonen klart en determinant for stressnivået etter samme tørke periode. Derfor, floral intensitet avhenger ikke bare på "fremme faktorer", men også på trærne individuelle egenskaper. En avgjørende skritt i floral induksjon protokollen er vannressursene. Alvorlig stress kan oppriktig skade trær som en høy andel av bladene kan falle og bryte tre levedyktighet. Derfor bør vannressursene sjekkes daglig ved å se på blad turgidity. Enkelte kan oppnå ønsket vann stress på et annet tidspunkt avhengig av flere faktorer (crown-potten volumet forhold, rootstock, utvalg, etc.)
De beste resultatene ble oppnådd med middels høy induksjon (representert ved 50-60% leaf fall etter induksjon periode), hvor blomster utviklet på skyter med balansert flere blomster og blader (type B). Dette varte vannet stress perioden til de fleste bladene hadde blitt flaccid, men ikke begynne å falle. Større inductions produsert flere blomster 5 til 7 dager tidligere, men på blad skudd. I feltet ville disse blomster være mindre sannsynlig å bli frukt som frukt sett avhenger av karbohydrater tilgjengelighet24. Lavere inductions mindre blomster og med noen forsinkelse, men produsert skyter med flere blader enn blomster (type C). Derfor kan mengden av blomster, sitter type og perioder være kontrollert av blomst innvielsen intensitet. Protokollen kan endres med en lengre eller kortere tørke periode, avhengig av hvilken skyte vi trenger. I tidligere studier var hvilken sitter påvirket av temperatur under skyte vekst14. I vårt eksperiment, var sitter bestemmes tidligere i induksjon perioden. Hvilken sitter kan derfor fastsettes under begge induksjon av intensitet og senere under bud utvikling gjennom temperaturer.
Metodikk beskrevet her fokusert på å oppnå blomster til forskningsformål. Teknikken kan presentere noen begrensninger for å hente frukt som beskrevet for svært små trær. For frukt produksjon, vil trolig større og mer voksen være nødvendig. I alle fall, kan mange av våre resultater være interessant for frukt produksjon i åpne-feltet. For eksempel kan vann stress administreres å fremme eller forbedre blomstrende. I dette tilfellet, andre faktorer, som frukt satt og karbohydrat tilgjengelighet, bør tas i betraktning.
I vitro pollen spiring søk bekreftet pollen levedyktighet. Seksti prosent av pollen korn spirer, som viser en tilsvarende levedyktigheten til frisk pollen17. Resultatet metodikken bevist effektiv og nyttig. Denne metoden kan brukes på andre frukttrær og kan tilby forskere en rask og enkel teknikk for å få blomster flere ganger i året og når som helst. Hovednøkler til å gjenskape teknikken er gitt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Forfatterne takker José Javier Zaragozá Dolz gir teknisk assistanse og hjelpe i de. Denne forskningen ble delvis støttet av Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas som en del av et prosjekt utført med 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).
