Floración forzada en mandarinos Phytotron condiciones

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo para forzar la floración en mandarinos en condiciones Fitotrón. Agua estrés, alta iluminación y fotoperiodo resorte simulado permitida flores viables obtener en un corto período de tiempo. Esta metodología permite a los investigadores tener varios periodos de floración en 1 año.

Resumen

Fitotrón se ha utilizado ampliamente para evaluar el efecto de numerosos parámetros en el desarrollo de muchas especies. Sin embargo, menos información está disponible en cómo conseguir rápido profusa floración en frutales jóvenes con esta cámara de crecimiento de la planta. Este estudio pretende describir el diseño y ejecución de una metodología rápida clara para forzar la floración en árboles jóvenes de mandarina (CV Nova y variedad Clemenules) y analizar la influencia de la intensidad de la inducción en el tipo de inflorescencia. La combinación de un período de estrés de agua corta con condiciones simuladas del resorte (día 13 h, 22 ° C, 11 h, 12 ° C la noche) en el Fitotrón permitido flores a obtenerse solamente después de 68-72 días desde el momento en el experimento comenzó. Requisitos de baja temperatura adecuadamente fueron substituidos por estrés hídrico. Respuesta floral fue proporcional al estrés hídrico (medido como el número de hojas): cuanto mayor sea la inducción, cuanto mayor sea la cantidad de flores. Intensidad de la inducción floral también influyó el tipo de inflorescencia y las fechas de floración. Detalles en iluminación artificial (lúmenes), fotoperíodo, temperatura, tamaño y edad de la planta, cuentan con estrategia de inducción y días para cada etapa. Obtención de flores de árboles frutales en cualquier momento y también varias veces al año, puede tener muchas ventajas para los investigadores. Con la metodología propuesta en este documento, tres o incluso cuatro, períodos de floración pueden ser forzados cada año, y los investigadores deben ser capaces de decidir cuando, y que se conocen, la duración de todo el proceso. La metodología puede ser útil para: flores producción y ensayos de germinación de polen in vitro; experimentos con las plagas que afectan las etapas iniciales del desarrollo de fruto; estudios sobre alteraciones fisiológicas de la fruta. Todo esto puede ayudar a los criadores de planta para acortar el tiempo para la obtención de gametos masculinos y femeninos para realizar cruces forzados.

Introducción

Fitotrón se ha utilizado ampliamente para evaluar el efecto de numerosos parámetros en el desarrollo de muchas herbáceas y plantas del bulbo. Especies como arroz¹, lirio², fresa³ y muchos otros⁴ han sido evaluados bajo condiciones Fitotrón. Experimentos de cámara en árboles forestales también se han realizado para evaluar la sensibilidad del ozono en juvenil haya^5,6y para evaluar la influencia de las temperaturas en endurecimiento de frost en plántulas de pino y abeto de Noruega⁷ . Existe menos información acerca de cómo obtener rápido profusa floración en frutales jóvenes a través de cámaras de crecimiento.

La floración de los cítricos y su relación con muchos factores endógenos y exógenos, desde hace mucho tiempo se han ampliamente estudiados. Temperaturas⁸, de la disponibilidad de agua⁹, hidratos de carbono¹⁰, auxina y giberelina contenido^11,12, ácido abscísico¹³y muchos otros factores que afectan los sistemas reproductivos de cítricos han sido estudió. Efectos de temperatura y el fotoperíodo en la iniciación de la flor han sido estudiados en naranja dulce (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)^14,15. En estos experimentos, se utilizaron condiciones tiempo inductivas (semanas 5 a 15/8 ° C) y la temperatura durante el desarrollo de la sesión influenciado inflorescencia tipo¹⁴. Durante la floración cítricos, el término "inflorescencia" se ha aplicado a todo tipo de rodamiento de flores crecimiento que surgen de yemas axilares, ya utilizado por Reece¹⁶.

Tener una metodología clara precisa para forzar la floración en un corto período de tiempo y otras veces que primavera puede proporcionar muchas ventajas para los investigadores. Excepto las áreas tropicales, el florecimiento de árboles frutales se produce sólo una vez al año, que limita el número de experimentos que se pueden hacer.

Flores obtenidas por métodos de forzado se pueden utilizar para una amplia variedad de experimentos para: obtener polen viable para el crecimiento in vitro y los experimentos de germinación en cualquier mes¹⁷; ejecutar experimentos con las plagas que afectan las primeras etapas de desarrollo de fruto, incluso antes de la caída de los pétalos, como Pezothrips kellyanus Bagnall¹⁸o¹⁹de Prays citri Millière; estudiar el efecto de las temperaturas, tratamientos químicos, predadores naturales o insectos sólo cría; evaluar la influencia de numerosos factores en las alteraciones fisiológicas que molestar las primeras etapas de desarrollo de fruta, como "arrugar" en naranja dulce^20,21; ayudar a los criadores de planta para acortar el tiempo para la obtención de gametos masculinos y femeninos para realizar cruces forzados.

Este trabajo pretende esbozar el diseño y ejecución de una metodología rápida clara para forzar la floración en árboles jóvenes de mandarina (CV Nova y variedad Clemenules) y analizar la influencia de la intensidad de la inducción en el tipo de inflorescencia. Para lograr este objetivo, detalles de iluminación artificial (lúmenes), fotoperíodo, temperaturas, tamaño de la planta y edad, estrategia de inducción, días de inducción, días para la germinación, días para la floración y la cantidad total de flores por variedad se proporcionan. Intensidad de la inducción de estrés de agua fue también grabado y relacionada con el tipo de inflorescencia, las fechas y cantidades de flores.

Protocolo

1. crecimiento cámara características y requisitos de regulación

1. Utilizar una cámara de crecimiento mide 1,85 x 1,85 m x 2,5 m (L x W x H) con un volumen total de 8,56 m³ (figura 1). Una cámara de mayor o menor crecimiento puede recurrir si es necesario.
   Nota: Casi cualquier habitación, o incluso un invernadero, puede ser adaptado para ser utilizado como una cámara de crecimiento.
2. Compruebe si las regulaciones como la temperatura (día/noche), fotoperiodo (día/noche), luz intensidad y mínima humedad relativa están disponibles (figura 2).
   Nota: Contadores de tiempo permitiría a temperatura y la luz del interruptor (encendido/apagado) control al menos cada 30 minutos.

2. material vegetal

1. Obtener el material vegetal de viveros registrados con certificación libre de virus (por ejemplo, CV de seis árboles de mandarinas 'Clemenules' y CV 6 mandarinos 'Nova').
   Nota: Árboles de mandarina pueden ser joven (por ejemplo, variedades de 1 o 2 años de edad injertadas sobre portainjertos).
2. Utilizar macetas apropiadas (por ejemplo, un pote plástico de 22 cm x 20 cm (diámetro x altura) y preparar 5 L de sustrato estándar a base de turba de alta calidad blanco (50%) y fibra de coco (50%).
3. Árboles de uso que son alrededor de 1,5 m de altura con una corona esférica bien desarrollada de 1 m a 1,5 m. plantas deben ser completamente sano y plagas-, patógeno o libre de enfermedad.

3. primer riego

1. Regar las plantas por primera vez tan pronto como llegan del vivero para estandarizar el contenido de humedad. De agua por inmersión. Cubrir las macetas con agua hasta la mitad por 20 min.
2. Mantener las plantas de exterior a media sombra sin riego durante 3-5 días (tabla 1).

4. condiciones primavera en el Fitotrón

1. Revisión de condiciones de primavera del sitio para determinar el medio día y noche de temperatura, fotoperíodo y humedad relativa (por ejemplo, en la latitud de trabajo (39° 28′ N, 0 ° 20′ 37.71″ W de 53.95″) con una única floración al año que la floración de cítricos se extiende desde mediados de marzo a finales de abril con algunas variaciones anuales. Por lo tanto, estas fechas se verificaron en varias estaciones meteorológicas (por ejemplo w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m.s.n.m.) durante al menos 10 años, y se determinaron el promedio día y noche de temperatura, fotoperíodo y humedad relativa).
2. Programa de la cámara de crecimiento para mandarinos con las siguientes condiciones: (i) temperatura de 22 ° C/11 ° C (día/noche); (ii) fotoperíodo de 13 11 h (luz/oscuridad); (iii) humedad relativa alrededor de 60% y no menos del 50% (figura 3).
   1. Utilizar dos controladores electrónicos con salida dual, uno para el día y uno para la humedad de la noche. Utilice un temporizador para cambiar de día a la humedad de la noche. Establecer mínima y máxima de humedad para día y noche.
      1. Para una humedad mínima, presione y suelte (solo prensa) el botón Set ; Aparecerá SP 1 (punto 1); Presione y suelte la tecla Set y presione la tecla arriba o abajo para cambiar el valor de Service Pack 1 (50%).
      2. Humedad máxima, presione y suelte (solo prensa) el botón Set ; Aparecerá SP 1 (punto 1); Pulse la tecla arriba o abajo para cambiar a SP 2; Aparecerá SP 2 (punto 2); Presione y suelte la tecla Set y presione la tecla arriba o abajo para cambiar el valor de Service Pack 2 (60%).
   2. Utilizar un regulador electrónico con 2 puntos de ajuste y un ajuste diferencial punto de ajuste para establecer la temperatura. Utilizar un temporizador para cambiar desde el día a la temperatura de la noche.
      1. Establecer la temperatura deseada del día (22 ° C). Presione y suelte el botón Set ; Aparecerá SP 1 (punto 1); Pulse el botón Set ; Pulse la tecla arriba o abajo clave para cambiar el valor de SP1.
      2. Establecer la banda de regulación, por ejemplo parámetros db1 y dF1. Refrigeración comenzará cuando juego el punto 1 (SP1) y db1 se alcanza y se detendrá a una temperatura igual a SP1 más db1 menos dF1. Pulse el botón Set durante 5 s; rE1 aparecerá; Oprima Set; Pulse la tecla UP ; db1 aparecerá; Presione Set y presione la tecla arriba o abajo para cambiar el valor de db1 (2 ° C); Presione Set | Para arriba; dF1 aparecerá; Presione Set y presione el arriba o abajo para cambiar el valor de dF1 (2 ° C).
      3. Para configurar la temperatura deseada de la noche (11 ° C), acceso a parámetro OS1 (Offset establece el punto 1). Pulse el botón Set durante 5 s; Presione 3 veces; cnF aparecerá; Presione Set | Hacia abajo; PA2 aparecerá; Oprima Set; rE1 aparecerá; Oprima Set; OS1 aparecerá; Presione Set y presione hacia arriba o abajo para cambiar el valor de OS1 (-11 ° C); Presione el botón de fnc (función ESC (salida)).
3. Aumentar la temperatura 1 ° c (23/12 ° C día/noche) después de 4 semanas y media hora de luz (luz/oscuridad de 13.5/10.5).
   Nota: Como el Fitotrón tiene rangos de variación, la temperatura durante la noche puede variar de 11 ° C a 14 ° C y la temperatura durante el día de 19 ° C a 22 ° C (figura 3).
4. Utilice dos kits de luz con un reflector, un haluro de sodio lastre eléctrico y sodio de alta presión (HPS) 600 W Lámpara para obtener la intensidad de luz adecuada (figura 4). Intensidad de la luz es esencial para la floración.
5. Modificar la distancia entre la lámpara y la corona para obtener la luminosidad deseada y configurar el fotoperíodo con el temporizador.
6. Control de iluminación con un luxómetro. En la parte superior de la corona, debería alcanzarse 55.000 lux (671 μmol m^-2 s^-1), con 40.000 lux (488 μmol m^-2 s^-1) en la base de la corona.

5. colocación de árboles en el Fitotrón

1. Colocar árboles en el Fitotrón y mantenerlos durante varias semanas sin regarlas (figura 5A).
2. Distribuir los árboles con regularidad por lo que cada uno tiene el mismo espacio y la luz (por ejemplo, árboles fueron uniformemente distribuidos dentro de la cámara de crecimiento en tres líneas y en cuatro posiciones. La distancia entre las líneas era 0,46 cm, mientras que la distancia entre posiciones es de 0,37 cm) (figura 1).
3. Distribución de individuos y variedades al azar entre posiciones (figura 1).

6. Bioestimulante

1. Uso de estrés hídrico para la inducción floral. Después del primer riego, no regar los árboles hasta que el período de estrés de agua se considera haber terminado.
2. Comprobar la intensidad de estrés de agua todos los días mirando de turgencia de hoja.
3. Considerar suficiente estrés hídrico para la inducción floral cuando la mayoría de hojas son flácidas, pero no comenzó a caer (por ejemplo, después de 22 días sin riego, las hojas fueron flácidas y algunos empezaron a caer) (tabla 1).
   Nota: Si el estrés hídrico es excesivo (muchas hojas de otoño), la supervivencia de la planta puede ser comprometida, mientras que si el estrés hídrico es insuficiente (no suficientes hojas flácidas), pobre floración puede tener lugar.
4. Regar los árboles abundantemente después del período de estrés de agua. Para este primer riego, del agua por inmersión. Cubre macetas con agua hasta la mitad por 20 min.
5. Medir la intensidad del estrés de agua para cada individuo teniendo en cuenta el número total de hojas (figura 5BC). El porcentaje de hojas es una medida indirecta de la tensión de agua sufrida por cada individuo. Estimar el porcentaje de hojas mediante la comparación de la cantidad total de hojas antes y después del período de estrés de agua.

7. flor de cosecha si es necesario para otros experimentos

1. En el principio y el fin de los periodos de floración, recoger flores una vez al día. En los días de producción máxima de la flor, recoger flores dos veces al día y 7 días a la semana.
2. Flores de la cosecha a mano y mantener a-20 ° C en una bolsa de plástico marcada (figura 5). La producción de flores de seis árboles de mandarina puede variar desde 25 a más de 200 flores por día.
   1. Elegir el estado exacto de la flor al recoger.
   2. Flores para ensayos de germinación de polen in vitro o para cualquier otro fin con una viabilidad de polen es igual a polen fresco.

8. otras tareas administrativas

1. Agua los árboles aproximadamente una vez por semana después del período de escasez de agua según las necesidades.
2. Verificar la presencia de plagas y enfermedades cada 2-3 días (por ejemplo, sólo una pequeña población de Icerya purchasi Maskell se observó en este experimento y fue quitada manualmente para evitar el uso de tratamientos químicos (figura 5E)).
3. Compruebe los ajustes de temperatura y humedad con un registrador de datos (figura 3).

Resultados

El experimento se llevó a cabo en la cámara de crecimiento de planta ubicada en el Campus de Gandía de la Universidad Politécnica de Valencia (Municipio de Gandía) en la provincia de Valencia (39° 28′ N, 0 ° 20′ 37.71″ W de 53.95″), en otoño e invierno ((26 de octubre - 5 de febrero de 2018 2017) Tabla 1). CV de seis árboles de mandarinas 'Clemenules' (una mutación del brote del Citrus clementina Hort ex Tanaka) y CV de seis árboles de mandarin...

Discusión

Es posible forzar la floración de los árboles cítricos jóvenes (sólo 2 años de edad) rápidamente y en cualquier momento con producción de flores abundante (alrededor de 216 flores por árbol). En anteriores estudios^14,15, iniciación de la flor fue inducida por las bajas temperaturas y el proceso duró alrededor de 120 días. Condiciones de la combinación de un período de estrés de agua corto con resorte en el Fitotrón este tiempo reducirse significat...

Materiales

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