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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll zur Blüte im Mandarinenbäumen unter Phytotron Bedingungen zwingen. Wasser, Stress, hoher Beleuchtungsstärke und eine simulierte Frühling Photoperiode erlaubt brauchbare Blumen in kurzer Zeit erreicht werden. Diese Methode erlaubt Forschern, mehrere Blütezeiten in 1 Jahr zu haben.

Zusammenfassung

Phytotron hat am meisten benutzt, zur Beurteilung der Wirkung von zahlreichen Parametern auf die Entwicklung vieler Arten. Jedoch gibt es weniger Informationen wie schnell üppig blühende junge Obstbäume mit Plenarsaal Pflanze Wachstum zu erreichen. Diese Studie zielte darauf ab, Design und Leistung einer schnell klare Methodik, Blüte in Mandarin Jungbäume (CV Nova und CV Clemenules) zwingen und den Einfluss der Induktion Intensität auf Blütenstand Typ analysieren zu skizzieren. Die Kombination aus einer kurzen Wasser Stressphase mit simulierten Frühlingswetter (Tag 13 h, 22 ° C, Nacht 11 h, 12 ° C) in der Phytotron erlaubt Blumen erst nach 68-72 Tagen ab dem Zeitpunkt des Experiments einzuholen begann. Niedertemperatur-Anforderungen wurden mit Wasserstress adäquat ersetzt. Floral Antwort war proportional zu Wasserstress (gemessen als die Anzahl der gefallenen Blätter): je größer die Induktion, je größer die Menge an Blumen. Floral Induktion Intensität beeinflusst auch Blütenstand Art und Termine für die Blüte. Details zur künstlichen Beleuchtung (Lumen), Photoperiode, Temperaturen, Pflanze, Größe und Alter, Induktion Strategie und Tage für die einzelnen Phasen werden zur Verfügung gestellt. Blumen von Obstbäumen zu jeder Zeit und auch mehrmals im Jahr erhalten kann viele Vorteile für Forscher haben. Mit der hier vorgeschlagenen Methodik, drei oder sogar vier Blütezeiten jährlich gezwungen werden können, und Forscher sollten in der Lage zu entscheiden, wann, und sie werden wissen, die Dauer des gesamten Prozesses werden. Die Methodik kann nützlich sein für: Blumen-Produktion und in-vitro-Pollen Keimen Assays; Experimente mit Schädlingen, die frühen Entwicklungsphasen der Frucht zu beeinflussen; Studien zur Frucht physiologische Veränderungen. All dies kann Züchter zu verkürzen, männliche und weibliche Gameten ausführen gezwungen Kreuze zu erhalten helfen.

Einleitung

Phytotron allgemein verwendet wurde, um die Beurteilung der Wirkung von zahlreichen Parametern auf der Entwicklung von vielen Stauden und Zwiebelpflanzen. Arten wie Reis1, Lilie2, Erdbeer3 und viele andere4 unter Phytotron Bedingungen ausgewertet wurden. Kammer-Experimente an Waldbäumen sind auch, Ozon-Empfindlichkeit auf juvenile Buche5,6zu beurteilen und bewerten den Einfluss der Temperatur auf Frost Verhärtung in Sämlinge von Kiefer und Fichte7 durchgeführt worden . Weniger Informationen gibt es Informationen zum schnell üppig blühende junge Obstbäume über Klimakammern beziehen.

Die Blüte der Zitrusbäume, und seine Beziehung mit vielen endogene und exogene Faktoren sind längst im großen und ganzen untersucht worden. Temperaturen8, Wasser Verfügbarkeit9, Kohlenhydrate10, Auxin und Gibberellin Inhalt11,12, Abscisic Säure13und viele andere Faktoren, die beeinflussen Zitrus reproduktive Systeme wurden studierte. Temperatur und Photoperiode Auswirkungen auf Blume Einleitung in süße Orange untersucht worden (Citrus × Sinensis (L.) Osbeck)14,15. In diesen Experimenten dienten lange induktive Bedingungen (5 Wochen bei 15/8 ° C) und die Temperatur während des Shooting Entwicklung beeinflusst Blütenstand Typ14. Während der Zitrusfrüchte Blüte, wurde der Begriff "Blütenstand" für alle Arten von florifère Wachstum angewendet, die aus axilläre Knospen entstehen, wie von Reece16verwendet.

Nachdem eine klare präzise Methodik zu zwingen, über einen kurzen Zeitraum und zu anderen Zeiten anders als Blüte bieten Frühling viele Vorteile für Forscher. Speichern Sie tropischen Gebieten tritt die Blüte der Obstbäume nur einmal im Jahr, was die Zahl der Versuche begrenzt, was getan werden kann.

Blumen, die durch die erzwungene Methoden können verwendet werden, für eine Vielzahl von Experimenten: erhalten lebensfähigen Pollen für in-vitro-Wachstum und Keimung Experimente in jedem Monat17; führen Sie Experimente mit Schädlingen, die frühen Entwicklungsphasen Früchte, noch vor Blütenblatt fallen, z. B. Pezothrips Kellyanus Bagnall18oder betet Citri Millière19betreffen; Studie die Wirkung von Temperaturen, chemische Behandlungen, natürliche Feinde oder nur Insekten Aufzucht; bewerten Sie den Einfluss der zahlreichen Faktoren auf die physiologischen Veränderungen, die frühen Entwicklungsphasen der Frucht, wie z. B. "Rillen" süße orange20,21; stören helfen Sie Züchter zu verkürzen, männliche und weibliche Gameten ausführen gezwungen Kreuze zu erhalten.

Dieses Papier zielt darauf ab, Design und Leistung einer schnell klare Methodik, Blüte in Mandarin Jungbäume (CV Nova und CV Clemenules) zwingen und den Einfluss der Induktion Intensität auf Blütenstand Typ analysieren zu skizzieren. Um dieses Ziel, Informationen über künstliches Licht (Lumen), zu erreichen sind Photoperiode, Temperaturen, Anlagengröße und Alter, Induktion Strategie, Tage für Induktion, für sprießen, Tage für die Blüte und der Gesamtbetrag der Blüten pro Sorte zur Verfügung gestellt. Spannungsintensität Induktion Wasser wurde auch aufgezeichnet und im Zusammenhang mit Blütenstand Typ, Termine und Mengen an Blumen.

Protokoll

1. Wachstum Kammer Eigenschaften und Anforderungen

  1. Verwenden Sie eine Wachstum Kammer Messung 1,85 m x 1,85 m x 2,5 m (L x b x H) mit einem Gesamtvolumen von 8,56 m3 (Abbildung 1). Eine größere oder kleinere Wachstum Kammer kann, bei Bedarf zurückgegriffen werden.
    Hinweis: Fast jedem möglichem Raum, oder sogar ein Gewächshaus, kann als eine Wachstums-Kammer zu verwendende angepasst werden.
  2. Überprüfen Sie, ob Vorschriften wie z. B. Temperatur (Tag/Nacht), Photoperiode (Tag/Nacht), leichte Intensität und minimale Relative Luftfeuchtigkeit sind erhältlich (Abbildung 2).
    Hinweis: Timer sollte ermöglichen, dass Temperatur und Licht (an/aus) mindestens alle 30 min wechseln.

(2) Pflanzenmaterial

  1. Das Pflanzenmaterial von registrierten Kindergärten mit einer virenfreien Zertifizierung (z. B. sechs Mandarinenbäumen CV "Clemenules" und 6 Mandarinenbäumen CV "Nova") erhalten.
    Hinweis: Mandarin Bäume jung sein können (z. B. 1 oder 2 Jahre alten Sorten aufgepfropft Wurzelstöcke).
  2. Verwenden Sie geeignete Töpfe (zum Beispiel ein Plastiktopf von 22 cm x 20 cm (Durchmesser x Höhe) und bereiten Sie 5 L standard Substrat basierend auf hochwertigen weißen Torf (50 %) und Kokosfaser (50 %).
  3. Einsatz-Bäume, die ca. 1,5 m hoch mit einer gut entwickelten kugelförmige Krone von 1 m bis 1,5 m. Pflanzen sind vollkommen gesund, und sein sollten Pest-Erreger - oder frei von Krankheiten.

3. erste Bewässerung

  1. Bewässern der Pflanzen zum ersten Mal, sobald sie, vom Kindergarten ankommen bis zur Feuchtigkeit-Inhalt zu standardisieren. Wasser durch Untertauchen. Decken Sie die Töpfe mit Wasser für 20 min auf halbem Weg.
  2. Halten Sie die Pflanzen draußen im Halbschatten ohne Bewässerung für 3-5 Tage (Tabelle 1).

4. Frühling Bedingungen in der phytotron

  1. Überprüfen Sie die Website Frühling Bedingungen zur Bestimmung der durchschnittlichen Tages-und Nachttemperatur, Photoperiode und Relative Feuchtigkeit (z. B. auf dem arbeiten Breitengrad (39° 28′ N, 0° 20′ 37.71″ W 53.95″) mit nur einer Blüte pro Jahr die Zitrusfrüchte Baum Blütezeit erstreckt sich von Mitte März bis Ende April mit einigen jährlichen Schwankungen. Daher diese Termine wurden in mehreren Wetterstationen (z.B. w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m ü.m.) für mindestens 10 Jahre überprüft, und die durchschnittliche Tages-und Nachttemperatur, Photoperiode und Relative Luftfeuchtigkeit bestimmt waren).
  2. Programmieren die Wachstums-Kammer für Mandarinenbäumen mit den folgenden Bedingungen: (i) Temperatur von 22 ° C/11 ° C (Tag/Nacht); (Ii) die Photoperiode von 13/11 h (hell/dunkel); (Iii) Relative Luftfeuchtigkeit um 60 % und nicht weniger als 50 % (Abbildung 3).
    1. Verwenden Sie zwei elektronische Steuerungen mit dual-Ausgang, für Tag und für Nacht Luftfeuchtigkeit. Verwenden Sie einen Zeitgeber, Wechsel von Tag zu Nacht Luftfeuchtigkeit. Minimale und maximale Feuchtigkeit für Tag und Nacht eingerichtet.
      1. Drücken Sie für minimale Feuchtigkeit und lassen Sie los (einfaches Drücken) die Taste Set ; SP 1 (Sollwert 1) erscheint; drücken lassen Sie die Set -Taste los und drücken Sie die Taste UP oder DOWN -Taste, die SP1-Wert (50 %) zu ändern.
      2. Drücken Sie für maximale Feuchtigkeit und lassen Sie los (einfaches Drücken) die Taste Set ; SP 1 (Sollwert 1) erscheint; Drücken Sie die Taste UP oder DOWN -Taste, in SP 2 zu ändern; SP 2 (Sollwert 2) erscheint; drücken lassen Sie die Set -Taste los und drücken Sie die Taste UP oder DOWN -Taste, die SP2-Wert (60 %) zu ändern.
    2. Verwenden Sie eine elektronische Steuerung mit 2 Sollwerte und eine differenzielle Sollwert-Anpassung, um Temperatur einzurichten. Verwenden Sie einen Zeitgeber, Wechsel von Tag zu Nachttemperatur.
      1. Richten Sie die gewünschte Tagestemperatur (22 ° C). Drücken und Loslassen der Taste Set ; SP 1 (Sollwert 1) erscheint; Drücken Sie die Taste Set ; Drücken Sie die Taste UP oder DOWN -Taste, die SP1-Wert zu ändern.
      2. Richten Sie die Verordnung Band, für Beispiel db1 und dF1-Parameter. Kältetechnik startet wenn Satz Nummer 1 (SP1) plus db1 erreicht ist und stoppt bei einer Temperatur gleich SP1 plus db1 minus dF1. Drücken Sie die Set -Taste für 5 s; rE1 erscheint; Drücken Sie Set; Drücken Sie die UP -Taste; DB1 erscheint; Drücken Sie Set und drücken Sie die Taste UP oder DOWN -Taste zur Änderung des db1-Werts (2 ° C); Drücken Sie Set | Oben; dF1 erscheint; Drücken Sie Set und drücken Sie die nach oben oder unten , dF1 Wert (2 ° C) zu ändern.
      3. Zugreifen Sie, um die gewünschte Nachttemperatur (11 ° C) einzurichten, OS1 Parameter (Offset Set Punkt 1). Drücken Sie die Set -Taste für 5 s; drücken Sie 3 Mal; CnF erscheint; Drücken Sie Set | Nach unten; PA2 erscheint; Drücken Sie Set; rE1 erscheint; Drücken Sie Set; OS1 erscheint; Drücken Sie Set und drücken Sie die Taste nach oben oder unten ändern OS1 Wert (-11 ° C); Drücken Sie die Fnc -Taste (ESC-Funktion (Ausfahrt)).
  3. Erhöhen Sie die Temperatur um 1 ° C (23/12 ° C Tag/Nacht) nach 4 Wochen und fügen Sie eine halbe Stunde des Lichts (13.5/10.5 hell/dunkel).
    Hinweis: Da die Phytotron Variationsbereiche hat, die nächtliche Temperatur von 11 ° C bis 14 ° C und die Tagestemperatur von 19 ° C bis 22 ° C (Abbildung 3) variieren.
  4. Verwenden Sie zwei Licht-Kits mit einem Reflektor, ein elektrisches Vorschaltgerät Natrium Halogenid und Hochdruck Natrium (HPS) 600 W Lampe, um die geeignete Lichtintensität (Abbildung 4) zu erhalten. Lichtintensität ist wichtig für die Blüte.
  5. Ändern Sie den Abstand zwischen der Lampe und die Krone zu erhalten die gewünschte Lichtstärke und die Photoperiode mit dem Timer einrichten.
  6. Überprüfen Sie die Beleuchtungsstärke mit einem Luxmeter. An der Spitze der Krone sollte die 55.000 Lux (671 µmol m-2 s-1) mit 40.000 Lux (488 µmol m-2 s-1) an der Krone-Basis erreicht werden.

5. platzieren Bäume in der phytotron

  1. Legen Sie Bäume in der Phytotron und halten sie für mehrere Wochen ohne Gießen (Abb. 5A).
  2. Bäume regelmäßig zu verteilen, so dass jeder das gleiche Platzangebot und Licht hat (z. B. Bäume waren gleichmäßig verteilt in der Kammer Wachstum in drei Linien und in vier Positionen. Der Abstand zwischen den Zeilen war 0,46 cm, während der Abstand zwischen Positionen 0,37 cm) (Abbildung 1).
  3. Verteilen Sie Einzelpersonen und Sorten nach dem Zufallsprinzip unter Position (Abbildung 1).

6. Floral Induktion

  1. Verwenden Sie Wasserknappheit für florale Induktion. Spülen Sie nach der ersten Bewässerung Bäume nicht, bis das Wasser Stressphase gilt als beendet haben.
  2. Überprüfen Sie die Spannungsintensität Wasser jeden Tag anhand Blatt Turgors.
  3. Halte genug Wasserstress für florale Induktion, wenn die meisten Blätter schlaff sind, aber nicht haben begann zu fallen (z. B. nach 22 Tagen ohne Bewässerung, wurden die Blätter schlaff und ein paar Schritte fallen) (Tabelle 1).
    Hinweis: Wenn Wassermangel ist übertrieben (viele Blätter fallen), Pflanze überleben kann beeinträchtigt werden, wohingegen wenn Wassermangel nicht ausreicht (nicht genug schlaffen Blätter), schlechte Blüte erfolgen kann.
  4. Spülen Sie die Bäumen reichlich nach dem Wasser Stressphase. Für diese erste Bewässerung Wasser durch Untertauchen. Töpfe mit Wasser für 20 min auf halbem Weg zu decken.
  5. Messen Sie die Wasser-Stress-Intensität für jeden einzelnen mit der Feststellung der Gesamtzahl der gefallenen Blätter (Abbildung 5 bC). Der Anteil der abgefallenen Blättern ist eine indirekte Messung der Wasserstress erlitten durch jeden einzelnen. Schätzen Sie den Prozentsatz der gefallenen Blätter durch den Vergleich des Gesamtbetrags der Blätter vor und nach dem Wasser Stressphase.

(7) Blume Ernten bei Bedarf für andere Experimente

  1. Am Anfang und am Ende der Blütezeiten sammeln Sie Blumen einmal pro Tag. An den Tagen der maximale Blumenproduktion sammeln Sie Blumen zweimal am Tag und 7 Tage die Woche.
  2. Blumen von hand geerntet und halten sie bei-20 ° C in einer beschrifteten Plastiktüte (Abbildung 5). Die Blumenproduktion von sechs Mandarinenbäumen variiert von 25 bis 200 Blüten pro Tag.
    1. Wählen Sie den genauen Blume-Status beim sammeln.
    2. Verwenden Sie Blumen für in-vitro-Pollen Keimen Assays oder für andere Zwecke mit einem Pollen-Lebensfähigkeit, die frischen Pollen entspricht.

8. Sonstige Verwaltungsaufgaben

  1. Wasser Bäume etwa einmal in der Woche nach der Wasser-Stress Zeit je nach Bedarf.
  2. Überprüfen Sie das Vorhandensein von Schädlingen und Krankheiten alle 2-3 Tage (z. B. nur eine kleine Population von Icerya SNB Maskell wurde in diesem Experiment beobachtet und wurde manuell entfernen, um zu vermeiden, mit chemischen Behandlungen (Abb. 5E)).
  3. Überprüfen Sie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit Einstellungen mit einem Datenlogger (Abbildung 3).

Ergebnisse

Das Experiment wurde in der Pflanze Wachstum Kammer am Polytechnischen Universität Valencia Gandía Campus (Gemeinde Gandía) in der Provinz Valencia, Spanien (39 ° 28′ N, 0° 20′ 37.71″ W 53.95″), im Herbst und Winter (2017 26 Okt. - 5. Februar 2018) (durchgeführt ( Tabelle 1). Sechs Mandarinenbäumen CV "Clemenules" (eine Knospenmutation von Citrus Clementina hort. ex Tanaka) und sechs Mandarinenbäumen CV "Nova" (der Tangelo Hybrid von C. Clemen...

Diskussion

Es war möglich, die Entfaltung der jungen Zitrusbäume (nur 2 Jahre alt) schnell und zu jeder Zeit mit reichlicher Blumenproduktion (rund 216 Blumen pro Baum) zu zwingen. In früheren Studien14,15Blume Einleitung wurde ausgelöst durch niedrige Temperaturen und der Vorgang dauerte etwa 120 Tage. Die Kombination aus einem kurzen Wasser Stressphase mit Feder Bedingungen in der Phytotron erlaubt diesmal deutlich gesenkt werden, blüht nach 68 Tagen ab dem Zeitpunkt...

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Die Autoren danken für die Bereitstellung technischer Hilfe und hilft die Managementaufgaben José Javier Zaragozá Dolz. Diese Forschung wurde teilweise durch die Asociación Club de Variedades Vegetales Protegidas im Rahmen eines Projekts mit der Universitat Politècnica de València (UPV 20170673) unterstützt.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Data-loggerTesto Testo 177-H1Testo 177-H1, humidity/temperature logger, 4 channels, with internal sensors and additional external temp
Data-logger sotfwaeTestoSoftware Comsoft Basic Testo 5Basic software for the programming and reading of the data loggers Testo
Electronic controller differentialEliwell IC 915 (LX)  (cod. 9IS23071)Electronic controller with 2 set points and differential set point adjustment 
Electronic controller dual Eliwell IC 915 NTC-PTCElectronic controllers with dual output
Growth chamber - phytotronRochinaChamber 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 kitCosmos Grow/Bloom LightLight kit with reflector, electric ballast sodium/halide and high-pressure sodium (HPS) 600W lamp 
LuxmeterDelta OHMHD 9221HD 9221 Luxmeter to measure the light intensity
Plant materialBeniplant S.L (AVASA)Mandarin trees from registered nurseries with a virus-free certification 
SubstratePlant VibelStandard substrate based on quality 50% white peat and 50% coconut fiber

Referenzen

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