Forcé de floraison dans les mandariniers Phytotron conditions

Résumé

Nous présentons ici un protocole pour forcer la floraison dans les mandariniers conditions phytotron. Stress, éclairement élevé et une photopériode de printemps simulé a permis des fleurs viables d’obtenir dans un court laps de temps de l’eau. Cette méthodologie permet aux chercheurs d’avoir plusieurs périodes de floraison en 1 an.

Résumé

Phytotron a été largement utilisé pour évaluer l’effet de nombreux paramètres sur le développement de nombreuses espèces. Toutefois, moins d’informations sont disponibles sur la façon d’atteindre vite abondante floraison en arbres fruitiers de jeune avec cette chambre de croissance des plantes. Cette étude visait à décrire la conception et la performance d’une méthodologie rapide claire pour forcer la floraison chez les jeunes arbres mandarins (CV Nova et CV Cléménules) et d’analyser l’influence de l’intensité de l’induction type d’inflorescence. La combinaison d’une période de stress eau court avec des conditions simulées de printemps (jour 13 h, 22 ° C, nuit 11 h, 12 ° C) dans le phytotron permis fleurs d’obtenir seulement après 68 à 72 jours depuis que l’expérience a commencé. Exigences de basse température ont été adéquatement remplacés par un stress hydrique. Réponse floral était proportionnelle au stress hydrique (mesuré par le nombre de feuilles tombées) : plus l’induction, plus la quantité de fleurs. Intensité de l’induction florale influençait la type de l’inflorescence et les dates de floraison. Plus de détails sur l’éclairage artificiel (lumens), photopériode, températures, planter la taille et l’âge, stratégie d’induction et de jours pour chaque étape sont fournis. Obtenir des fleurs d’arbres fruitiers à tout moment et aussi plusieurs fois par an, peut avoir beaucoup d’avantages pour les chercheurs. Avec la méthodologie proposée ici, trois ou même quatre, périodes de floraison peuvent être forcés à chaque année, et les chercheurs devraient être en mesure de décider quand, et ils le savent, la durée de l’ensemble du processus. La méthode peut être utile pour : fleur de production et les essais de germination de pollen in vitro ; expériences avec des parasites qui affectent les premiers stades de développement de fruits ; études sur les altérations physiologiques de fruits. Tout cela peut aider les sélectionneurs pour raccourcir le temps d’obtenir des gamètes mâles et femelles pour effectuer des croisements forcés.

Introduction

Phytotron a été largement utilisé pour évaluer l’effet de nombreux paramètres sur le développement d’un grand nombre d’herbacées et de plantes de l’ampoule. Les espèces tels que riz¹, lily², fraise³ et bien d’autres,⁴ ont été évaluées dans des conditions phytotron. Expériences de la chambre sur les essences forestières ont été également effectués pour évaluer la sensibilité à l’ozone sur les juvéniles de hêtre^5,6et d’évaluer l’influence des températures sur l’endurcissement au froid dans les semis de pin sylvestre et l’épinette de Norvège⁷ . Il existe moins d’informations sur l’obtention rapide abondante floraison chez les arbres jeunes fruits par l’intermédiaire de chambres de croissance.

La floraison des arbres d’agrumes et sa relation avec de nombreux facteurs endogènes et exogènes, ont depuis longtemps été largement étudiés. Température⁸eau disponibilité⁹, glucides¹⁰, auxine et gibbérelline contenu^11,12, l’acide abscissique¹³et plusieurs autres facteurs qui affectent les systèmes reproductifs agrumes ont été a étudié. Effets de température et photopériode sur l’initiation florale ont été étudiés en orange douce (Citrus × sinensis (L.) Osbeck)^14,15. Dans ces expériences, conditions longtemps inductives (5 semaines à 15/8 ° C) ont été utilisées et la température au cours du développement de la tige influencé inflorescence type¹⁴. Pendant la floraison agrume, le mot « inflorescence » a été appliqué à tous les types de croissance portant des fleurs qui se posent à partir des bourgeons axillaires, tel qu’utilisé par Reece¹⁶.

Avoir une méthodologie précise clairement pour forcer la floraison pendant une courte période et à d’autres moments autres que printemps peuvent fournir beaucoup d’avantages pour les chercheurs. Enregistrer les zones tropicales, la floraison des arbres fruitiers se produit seulement une fois par an, ce qui limite le nombre d’expériences qui peut être fait.

Fleurs obtenues par des méthodes forcés peuvent être utilisés pour une grande variété d’expériences pour : obtenir de pollen viable pour la croissance in vitro et des essais de germination dans n’importe quel mois¹⁷; exécuter des expériences avec les parasites qui affectent les premiers stades de développement du fruit, avant même la chute des pétales, comme Pezothrips kellyanus Bagnall¹⁸ou¹⁹de Prays citri Millière ; étudier l’effet des températures, les traitements chimiques, les prédateurs naturels ou les insectes justes élevage ; évaluer l’influence de nombreux facteurs sur les altérations physiologiques qui perturbent les premiers stades de développement de fruits, tels que « plisser » sweet orange^20,,²¹; aider les sélectionneurs pour raccourcir le temps d’obtenir des gamètes mâles et femelles pour effectuer des croisements forcés.

Ce document vise à décrire la conception et la performance d’une méthodologie rapide claire pour forcer la floraison chez les jeunes arbres mandarins (CV Nova et CV Cléménules) et d’analyser l’influence de l’intensité de l’induction type d’inflorescence. Pour atteindre cet objectif principal, détails sur l’éclairage artificiel (lumens), photopériode, température, taille de la plante et l’âge, stratégie d’induction, jours pour induction, les jours de germination, les jours pour la floraison et le montant total de fleurs par variété sont fournis. Intensité de l’induction de stress eau a été également enregistrée et en rapport avec le type de l’inflorescence, les dates et les montants des fleurs.

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Protocole

1. croissance chambre caractéristiques et exigences réglementaires

1. Utiliser une chambre de croissance mesurant 1,85 m x 1,85 m x 2,5 m (L x l x H) avec un volume total de 8,56 m³ (Figure 1). Une chambre plus grande ou plus petite croissance peut être appliquée si nécessaire.
   Remarque : Presque n’importe quelle pièce, ou même une serre, peut être adaptée pour être utilisé comme une chambre de croissance.
2. Vérifier si les règlements tels que la température (jour/nuit), photopériode (jour/nuit), lumière intensité et humidité relative sont disponibles (Figure 2).
   NOTE : Minuteries devraient permettre à température et lumière passer (commande marche/arrêt) au moins toutes les 30 minutes.

2. matière végétale

1. Obtenir le matériel végétal dans les pépinières enregistrés avec une certification sans virus (p. ex., six mandariniers cultivar « Cléménules » et 6 mandariniers CV « Nova »).
   Remarque : Les arbres de Mandarin peuvent être jeunes (par exemple, les variétés de 1 - ou 2-year-old greffées sur des porte-greffes).
2. Utilisez un approprié (par exemple, un pot en plastique de 22 cm x 20 cm (diamètre x hauteur) et de préparer 5 litres de substrat standard basé sur de la tourbe de haute qualité blanc (50 %) et fibre de coco (50 %).
3. Arbres d’utilisation qui sont environ 1,5 m de haut avec une couronne sphérique bien développée de 1 m à 1,5 m. plantes soient complètement sain et être ravageur-, pathogène - ou indemne de la maladie.

3. première irrigation

1. Irriguer les plantes pour la première fois dès qu’ils arrivent de la pépinière à normaliser le taux d’humidité. L’eau par immersion. Couvrir les pots avec de l’eau à mi-chemin pendant 20 min.
2. Gardez les plantes à l’extérieur à demi ombre sans irrigation pendant 3-5 jours (tableau 1).

4. conditions de printemps dans le phytotron

1. Examen des conditions de printemps du site pour déterminer la moyenne température jour et nuit, photopériode et l’humidité relative (par exemple, à la latitude de travail (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W) avec qu’une seule fleur par an, de que la période de floraison des arbres agrumes s’étend Mi-mars à la fin du mois d’avril avec quelques variations annuelles. Par conséquent, ces dates ont été vérifiés dans plusieurs stations météorologiques (p. ex., w.s. 38 ° 57' 51.77″ N, 0 ° 15' 02.24″ W 113 m d’altitude) pendant au moins 10 ans, et a déterminé la moyenne température jour et nuit, photopériode et humidité relative).
2. Programme de la chambre de croissance pour les mandariniers aux conditions suivantes : (i) la température de 22 ° C/11 ° C (jour/nuit) ; (ii) la photopériode du 13/11 h (lumière/obscurité) ; (iii) l’humidité relative autour de 60 % et pas moins de 50 % (Figure 3).
   1. Utilisez deux contrôleurs électroniques avec double sortie, un jour et un pour l’humidité de la nuit. Utilisez une minuterie pour changer de jour à l’humidité de la nuit. Mis en place une humidité minimale et maximale de jour comme de nuit.
      1. Pour l’humidité minimale, appuyez et relâchez (simple pression) la touche Set ; SP 1 (consigne 1) apparaissent ; Appuyez et relâchez la touche Set et appuyez sur la touche haut ou bas pour modifier la valeur de SP1 (50 %).
      2. Pour l’humidité maximale, appuyez et relâchez (simple pression) la touche Set ; SP 1 (consigne 1) apparaissent ; Appuyez sur la touche haut ou touche bas pour passer à 2 SP ; SP 2 (point de consigne 2) apparaîtra ; Appuyez et relâchez la touche Set et appuyez sur la touche haut ou bas pour modifier la valeur de SP2 (60 %).
   2. Utiliser un régulateur électronique avec 2 points de réglage et d’un ajustement de la différentielle de consigne de mettre en place la température. Utilisez une minuterie pour changer de la journée à la température nocturne.
      1. Mettre en place la température désirée (22 ° C). Appuyez et relâchez la touche Set ; SP 1 (consigne 1) apparaissent ; Appuyez sur la touche Set ; Appuyez sur la touche haut ou touche bas pour modifier la valeur de SP1.
      2. Mettre en place la bande de règlement, pour exemple les paramètres db1 et dF1. Réfrigération commencera quand Set point 1 (SP1) plus db1 est atteint et s’arrêtera à une température égale à SP1 plus db1 moins dF1. Appuyez sur la touche Set pour 5 s ; rE1 apparaîtra ; Appuyez sur Set; Appuyez sur la touche UP ; DB1 apparaîtra ; Appuyez sur Set et appuyez sur la touche haut ou bas pour modifier la valeur de db1 (2 ° C) ; Appuyez sur Set | Vers le haut; dF1 apparaîtra ; Appuyez sur Set , puis appuyez sur le haut ou le bas pour modifier la valeur de dF1 (2 ° C).
      3. Pour configurer la température désirée de nuit (11 ° C), accéder aux paramètre OS1 (point de compenser la valeur 1). Appuyez sur la touche Set pour 5 s ; appuyer 3 fois ; cnF apparaîtra ; Appuyez sur Set | Vers le bas; PA2 apparaîtra ; Appuyez sur Set; rE1 apparaîtra ; Appuyez sur Set; OS1 apparaîtra ; Appuyez sur Set , puis appuyez sur haut ou bas pour modifier la valeur OS1 (-11 ° C) ; Appuyez sur la touche de la fnc (fonction (sortie) de l’ESC).
3. Augmentez la température de 1 ° C (23/12 ° C jour/nuit) après 4 semaines et ajouter une demi heure de lumière (lumière/obscurité de 13.5/10.5).
   Remarque : Comme le phytotron possède des plages de variation, la température nocturne peut varier de 11 ° C à 14 ° C et la température de 19 ° C à 22 ° C (Figure 3).
4. Utiliser deux ensembles de lumières avec un réflecteur, un halogénure de sodium ballast électrique et lampe 600 W de sodium à haute pression (HPS) pour obtenir l’intensité lumineuse appropriée (Figure 4). L’intensité lumineuse est essentielle pour la floraison.
5. Modifier la distance entre la lampe et le ministère public pour obtenir l’intensité lumineuse désirée et mettre en place la photopériode avec la minuterie.
6. Vérifier l’éclairement avec un luxmètre. Au sommet de la Couronne, 55 000 lux (671 µmol m^-2 s^-1) doit être atteint, avec 40 000 lux (488 µmol m^-2 s^-1) à la base de la cime.

5. placer les arbres à l’intérieur le phytotron

1. Placer les arbres à l’intérieur le phytotron et conservez-les pendant plusieurs semaines sans arroser (Figure 5 a).
2. Distribuer les arbres régulièrement afin que chacun a la même quantité d’espace disponible et de la lumière (p. ex., arbres étaient uniformément réparties à l’intérieur de la chambre de croissance en trois lignes et à quatre positions. La distance entre les lignes était de 0,46 cm, tandis que la distance entre les positions était de 0,37 cm) (Figure 1).
3. Distribuer des individus et des variétés au hasard parmi les postes (Figure 1).

6. florale induction

1. Utilisez un stress hydrique pour l’induction florale. Après la première irrigation, ne pas irriguer les arbres jusqu'à ce que la période de stress de l’eau est considérée comme terminée.
2. Vérifier l’intensité de l’eau tous les jours en regardant la turgescence de la feuille.
3. Examiner l’assez stress hydrique d’induction florale, quand la plupart des feuilles sont flasques, mais n’ont pas commencé à tomber (p. ex., après 22 jours sans arrosage, les feuilles étaient flasques et quelques uns ont commencé à tomber) (tableau 1).
   Remarque : Si le stress hydrique est excessif (beaucoup de feuilles d’automne), survie des plantes peut être compromise, alors que si le stress hydrique est insuffisant (pas assez de feuilles flasques), mauvaise floraison peut avoir lieu.
4. Irriguer les arbres abondamment après la période de stress de l’eau. Pour cette première irrigation, eau par immersion. Couvrir les pots avec de l’eau à mi-chemin pendant 20 min.
5. Mesurer l’intensité de l’eau pour chaque individu en notant le nombre total de feuilles tombées (Figure 5 bC). Le pourcentage de feuilles tombées est une mesure indirecte du stress hydrique subi par chaque individu. Estimer le pourcentage de feuilles tombées en comparant le montant total des feuilles avant et après la période de stress de l’eau.

7. fleur de récolte si nécessaire d’autres expériences

1. Au début et la fin des périodes de floraison, recueillent les fleurs une fois par jour. Les jours de la production maximale de fleur, recueillent les fleurs deux fois par jour et 7 jours par semaine.
2. Récolter des fleurs à la main et les conserver à-20 ° C dans un sac plastique marqué (Figure 5). La production de fleurs de six mandariniers peut varier de 25 à plus de 200 fleurs par jour.
   1. Choisissez l’état exact de fleurs lors de la collecte.
   2. Utilisez les fleurs pour les essais de germination in vitro de pollen ou à toute autre fin avec une viabilité du pollen qui est égale à pollen frais.

8. autres tâches de gestion

1. L’eau des arbres environ une fois par semaine après la période de stress hydrique selon les besoins.
2. Vérifier la présence de parasites et maladies tous les 2-3 jours (par exemple, seulement une petite population de Icerya purchasi Maskell a été observée dans cette expérience et a été supprimée manuellement pour éviter d’utiliser des traitements chimiques (Figure 5E)).
3. Vérifiez les paramètres de température et d’humidité avec un enregistreur de données (Figure 3).

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Résultats

L’expérience a été menée dans la province de Valence, Espagne (39° 28′ 53.95″ N, 0 ° 20′ 37.71″ W), en automne et en hiver (26 octobre - 2018 du 5 février 2017) (dans la chambre de croissance végétale située au Campus de Gandía de l’Université Polytechnique de Valencia (municipalité de Gandía) Le tableau 1). Six mandariniers cultivar « Cléménules » (une mutation de bourgeon de Citrus clementina Hort. ex Tanaka) et six mandariniers ...

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Discussion

Il est possible de forcer la floraison des jeunes arbres d’agrumes (seulement 2 ans), rapidement et à tout moment avec une production abondante de fleurs (environ 216 fleurs par arbre). Dans les précédentes études^14,15, initiation florale a été induite par des températures basses et le processus a duré environ 120 jours. La combinaison d’une période de stress d’eau court avec ressort conditions dans le phytotron a permis cette fois être considéra...

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matériels

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