植物素条件下的普通话树强制开花

在这里, 我们提出了一个协议, 以迫使开花在柑橘树在植物素管剂条件下。水分胁迫、高照度和模拟的春季光周期使其能够在短时间内获得可行的花。这种方法允许研究人员在1年内有几个开花期。

植物技术已被广泛用于评估许多参数对许多物种发育的影响。然而, 关于如何实现快速大量开花的年轻果树与这个植物生长室的信息较少。本研究旨在概述一种快速清晰的方法的设计和性能, 以迫使在年轻的普通话树 (cv. nova 和 cv. Clemenules) 开花, 并分析诱导强度对花序类型的影响。在植物管中, 短的水分胁迫期与模拟的春季条件 (13小时、22°c、夜间11小时、12°c) 相结合, 允许在实验开始后68-72天后才能获得鲜花。低温要求已被水胁迫充分取代。花的反应与水分胁迫成正比 (以落叶的数量来衡量): 诱导越大, 花的数量就越大。花诱导强度也影响花期类型和日期的开花。详细介绍了人工照明 (流明)、光周期、温度、植物大小和年龄、诱导策略和每个阶段的天数。从果树上获取鲜花, 也每年多次, 对研究人员来说可以有很多好处。根据本文提出的方法, 每年可以强制使用三个甚至四个花期, 研究人员应该能够决定何时以及他们将知道整个过程的持续时间。该方法可用于: 花卉生产和离体花粉萌发检测;对影响早期果实发育阶段的害虫进行试验;对果实生理改变的研究。所有这些都可以帮助植物育种者缩短时间, 获得雄性和雌性配子进行强迫杂交。

植物素已被广泛用于评估许多参数对许多草本植物和球茎植物发育的影响。在植物条件下, 对水稻¹、百合²、草莓³和许多^其他4种进行了评价。还对森林树木进行了室内试验, 以评估臭氧对幼山毛榉 5^、6的敏感性, 并评估温度对苏格兰人松松和挪威云杉幼苗霜冻硬化的影响.关于如何通过生长室获得幼果树快速大量开花的信息较少。

柑橘树的开花及其与许多内生和外源因素的关系早已得到广泛的研究。温度⁸, 水的供应^{量 9}, 碳水化合物¹⁰, 生长素和赤霉素含量^11,12, 脱落酸 13, 以及许多其他影响柑橘生殖系统的因素已研究。研究了甜橙 (柑橘x -奥斯贝克)^14、15的温度和光周期对花萌发的影响。在这些实验中, 采用了长电感条件 (15°c 时 5周), 在拍摄过程中的温度影响了14型花序^.在柑橘开花期间, "花序" 一词已被应用于所有类型的花的生长, 产生于腋芽, 如 reece¹⁶。

有一个明确的精确方法来在短时间内和春天以外的其他时间强迫开花, 可以为研究人员提供许多优势。如果拯救热带地区, 果树的开花每年只开花一次, 这限制了可以做的实验的数量。

通过强迫方法获得的花可以用于各种各样的实验: 在任何一个月^的17 获得可行的花粉体外生长和萌发实验;对影响早期果实发育阶段的害虫进行实验, 甚至在花瓣掉落之前, 如pezothrips kellyanus bagnall¹⁸或 prays citri Millière¹⁹;研究温度、化学处理、天敌或只是昆虫饲养的影响;评估多种因素对干扰果实早期发育阶段的生理变化的影响, 如甜橙^20、21中的 "折痕"; 帮助植物育种者缩短时间, 获得雄性和雌性配子进行强迫杂交。

本文概述了一种快速清晰的方法的设计和性能, 以迫使开花的幼汉树 (cv. nova 和 cv. Clemenules), 并分析诱导强度对花序类型的影响。为实现这一主要目标, 提供了关于人工照明 (流明)、光周期、温度、植物大小和年龄、诱导策略、诱导天数、发芽天数、开花天数以及每个品种的花量总量的详细信息。还记录了水分胁迫的诱发强度, 并与花序类型、日期和花的数量有关。

1. 生长室的特性和调节要求

1. 使用长度为1.85 米 x1.85 米 x2.5 米 (长 x 宽 x 高) 的生长室, 总体积为8.56 米³ (图 1)。如有必要, 可以使用更大或更小的生长室。
   注: 几乎任何房间, 甚至温室, 都可以改装为生长室。
2. 检查是否有温度 (白天)、光周期 (白天)、光强和最小相对湿度等规定 (图 2)。
   注: 定时器应允许温度和电灯开关 (关闭) 控制至少每30分钟。

2. 植物材料

1. 通过无病毒认证 (例如, 6 棵柑橘树和6棵柑橘树 "nova") 从注册苗圃获得植物材料。
   注: 文华树可以是年轻的 (例如, 1 或2年的品种嫁接到根茎上)。
2. 使用合适的锅 (例如, 22 厘米 x 20 厘米 (直径 x 高度) 的塑料锅, 并准备5升的标准基板的基础上, 高品质的白泥炭 (50%)和椰子纤维 (50%)。
3. 使用约1.5 米高的树木, 其球状树冠从1米到1.5 米的形状发育良好. 植物应该是完全健康的, 并且没有茎、致病或疾病。

3. 第一次灌溉

1. 工厂从苗圃一到达, 就会第一次对其进行灌溉, 以规范水分含量。浸水水。用清水覆盖锅盖20分钟。
2. 将植物放在外面的半阴凉处, 不需要灌溉 3-5天 (表 1)。

4. 植物的春季条件

1. 回顾场地的春季条件, 以确定平均昼夜温度、光周期和相对湿度 (例如, 在工作纬度 (北纬 39°28 ' 53.95 英寸, 0°20 ' 37.71 "w), 每年只有一次开花柑橘树的开花期从3月中旬至 4月底, 每年都有一些变化。因此, 在几个气象站 (例如, 北纬 38°57 ' 51.77 "、02.24 ' 02.24" w 113 m. s. s. s. l.) 检查了这些日期, 并确定了日、夜温度、光周期和相对湿度)。
2. 在以下条件下对柑橘生长室进行编程: (一) 温度 22°c 11°c (白天/夜间);(二) 13 h (光/暗) 的光周期;(iii) 相对湿度约为 60%, 且不低于 50% (图 3)。
   1. 使用两个具有双输出的电子控制器, 一个用于白天, 另一个用于夜间湿度。使用计时器可以从白天变到晚上的湿度。设置白天和夜间的最小和最大湿度。
      1. 对于最小湿度, 请按下并释放 (单次按下) "设置" 按钮;将出现 sp 1 (设置点 1);按下并松开 "设置"按钮, 然后按向上键或向下键更改 sp1 值 (50%)。
      2. 为达到最大湿度, 请按下并释放 (单次按下) "设置" 按钮;将出现 sp 1 (设置点 1);按向上键或向下键更改为 sp 2;sp 2 (设置点 2) 将出现;按下并松开 "设置"按钮, 然后按向上键或向下键更改 sp2 值 (60%)。
   2. 使用具有2个设定点和差分设定点调整的电子控制器来设置温度。使用计时器从白天到夜间的温度变化。
      1. 设置所需的日温度 (22°c)。按下并释放 "设置"按钮;将出现 sp 1 (设置点 1);按下 "设置"按钮;按向上键或向下键更改 sp1 值。
      2. 设置调节带, 例如 db1 和 db1 参数。制冷将在达到设置点 1 (sp1) 加 db1 时开始, 并将在等于 sp1 加 db1 减 db1 的温度下停止。按下 "设置"按钮 5秒;将出现 re1;按集;按向上键;db1 将出现;按"设置" , 然后按向上键或向下键更改 db1 值 (2°c);按"设置"向上; 向上; 向上; 向上;df1 将出现;按"设置" , 然后按向上或向下以更改 df1 值 (2°c)。
      3. 要设置所需的夜间温度 (11°c), 请访问 os1 参数 (偏移设定点 1)。按下 "设置"按钮 5秒;按向下 3次;将出现 cnf;按"设置"向下; 向下; 向下。pa2 将出现;按集;将出现 re1;按集;将出现 os1;按"设置"和"向上" 或 "向下"以更改 os1 值 (-11°c); 按fnc按钮 (esc 功能 (退出))。
3. 4周后将温度提高 1°c (2312°/日), 并增加半小时的光线 (13.5/10.5 光)。
   注: 由于植物管有变化范围, 夜间温度可能从11°c 到14°c 不等, 白天温度可能从19°c 到22°c 不等 (图 3)。
4. 使用两个带反射器的光套件, 一个是电动压载卤化钠, 一个是高压钠 (hps) 600w 灯, 以获得适当的光强 (图 4)。光强对开花是必不可少的。
5. 修改灯和表冠之间的距离, 以获得所需的光强, 并使用计时器设置光周期。
6. 用豪华表检查照明。在冠顶部, 应获得 55, 000 勒克斯 (671μmol m-2^s-1), 在冠基有 40, 000 勒克斯 (488μmol m-2 s-1).

5. 在植物管道内放置树木

1. 将树木放入植物管体内, 并将其保存数周, 而无需浇水 (图 5a)。
2. 定期分配树木, 使每个树木都有相同的可用空间和光线 (例如, 树木在生长室内均匀地分布成三条线和四个位置。线条之间的距离为0.46 厘米, 而位置之间的距离为0.46 厘米) (图 1)。
3. 在位置之间随机分配个体和品种 (图 1)。

6. 花卉诱导

1. 使用水分压力进行花卉感应。第一次灌溉后, 在水胁迫期被认为已经完成之前, 不要灌溉树木。
2. 每天通过观察叶片的松质来检查水分胁迫强度。
3. 考虑到在大多数叶子变软但尚未开始下降的情况下, 有足够的水分压力进行花的诱导 (例如, 在没有浇水的22天后, 叶子变软, 少数叶子开始下降) (表 1)。
   注: 如果水分压力过大 (许多叶子掉落), 植物的存活率可能会受到损害, 而如果水分胁迫不足 (没有足够的松弛的叶子), 可能会发生开花不良。
4. 在缺水期过后, 对树木进行大量灌溉。对于这第一次灌溉, 水浸泡。用清水覆盖锅, 用水走20分钟。
5. 通过记下落叶总数来测量每个人的水分压力强度 (图 5b, c)。落叶的百分比是对每个人所遭受的水分压力的间接衡量。通过比较水分胁迫期前后的落叶总量来估计落叶的百分比。

7. 如有必要进行其他实验, 则进行花卉收获

1. 在花期开始和结束时, 每天收集一次鲜花。在最大的花卉生产日, 每天两次, 每周7天收集鲜花。
2. 手工收获鲜花, 并将其保存在-20°c 的标签塑料袋中 (图 5d)。6棵柑橘的花卉产量从每天25棵到200多朵不等。
   1. 收集时选择确切的开花状态。
   2. 使用花进行体外花粉萌发检测或任何其他目的, 花粉的活力等于新鲜花粉。

8. 其他管理任务

1. 根据需要, 在缺水期之后, 大约每周给树木浇水一次。
2. 每2-3天检查一次病虫害的存在 (例如, 在这个实验中只观察到一小部分icerya vusi maskell, 并被人工删除, 以避免使用化学处理 (图 5e))。
3. 使用数据记录仪检查温度和湿度设置 (图 3)。

该试验在西班牙瓦伦西亚省瓦伦西亚理工大学 gandia 校区 (gandia 市) 秋季和冬季 (2017年10月26日至 2018年2月5日) 在西城 (北纬 39°28 ' 53.95 ", 0°20 ' 37.71") 进行。表 1)。六棵柑橘树 clemenules ' (柑橘的芽突变 ) 和 6 种柑橘树 cv . ' nova ' ( c . clementina hort . tangelo tanaka x [c . paradisi macf . x . tangerex 田中)。被使用。树木是嫁接到根茎上的2岁品种 (根茎是第一次嫁接时的 2岁)。cv. nova 被嫁接到了一个 "加勒比城市" 的根茎上, 而 cv . clemenules 被嫁接到一个柑橘上帕斯克砧木。植物材料是从注册苗圃获得的, 并获得了无病毒认证。

在幼柑橘树 (只有2岁的品种) 中进行开花, 而不是在春季的植物生长室中开花。绽放过程被正确地触发, 持续了 24-29天 (表 1)。这两个品种 (诺瓦和 clemules) 的花卉产量都很丰富。6棵诺瓦柑橘约产生1488朵花, 6 棵树产生约1104朵花 (表 2)。每天收获鲜花, 并在-20°c 下储存。它们被用于体外花粉萌发检测。贮藏花卉的花粉萌发率超过 6 0%, 意味着良好的活力。

花诱导所需的水分胁迫期持续 22天, 诱导与芽萌发开始之间的时间持续了 26-31 1天。首次观察早期花蕾后20天观察花在花 (表 1)。从树木到达到获得第一朵花之间, 必须有 68-73 3天的时间。

每个人的水分压力强度是根据落叶总数来衡量的 (表 2)。同样的天数没有灌溉导致不同的叶片下降百分比。明确了三种水平的水分胁迫强度: (1) 低强度, 5-10 叶片下降, 6个肾小球个体 (图 5c);(2) 中高强度, 50-60 的叶下降, 三个诺瓦个体 (11月a2、11月5日和 Nova5);(3) 强度非常高, 80-90 的叶子掉落 (图 5b), 三个诺瓦个体 (诺瓦1、nova3 和 Nova3) (表 2)。一般来说, 接枝到城市卡瑞佐的新星比在同样的几天不浇水后嫁接到v. volkameriana上的 Clemenules 遭受的水分压力要大得多。

叶片下降率越高, 水分胁迫越多, 因此, 花诱导强度越大。诱导强度影响花序类型、开花日期和花草总量。诱导程度较高的个体 (nova 1, 3, 4) 主要显示无叶的芽, 有一朵花或几朵花 (a 型) (图 6和图 7), 而诱导程度低的个体 (小柔度) 主要表现为有几片叶子和几片叶子的芽。很少有花 (c 型, 叶子超过花的一半) (表 2)。中间诱导的个体 (nova 2, 5, 6) 主要显示叶芽与花的数量平衡 (图 6中的 b 型, 不到花数的一半), 但也有花蕾 (a) 和很少的 ' c ' 芽 (表 2和图 7)。

花开始5-7 在诺瓦比在 clemenules 柑橘 (表 1) 更早。然而, 开花开始较早在三个诺瓦个体 (1, 3, 和 4), 这表明诱导强度推进开花日期。"c" 型芽 (主要是叶子) 需要更多的时间来生长, 因为它们在花之前就会产生叶子。诱导程度较高的个体产生的花 (平均每棵树274朵) 比低诱导个体 (平均每棵树184朵) 多很多 (表 2和图 7)。

绝大多数的花都是完整和可行的。在花期开始时观察到一些花瓣非常短的小叶花 (图 5f), 可能是由于部分诱导了一些芽。在花期结束时, 也观察到一些弱的和部分不孕的花。这些花比普通的花小, 只有三片花瓣, 而不是五片;有的是雄花, 只有雄蕊;有些是双性恋, 但有一个小的雌蕊。两个品种的花质 (大小和生育能力) 在花期结束时都有所下降。

图1。生长室尺寸和植物分布。12 棵树随机分布在三条行距0.46 米的树和间隔0.46 米的4个位置。树木被认为是 nova: cv. nova ' (tangelo 杂交种 c. clementina hort. ex tanaka x [c. parisi. x . tangerina hort. tangelo.]) 和 nules: ' clemenules ' (柑橘-兰克纳斯的芽突变)。请点击这里查看此图的较大版本.

图2。控制面板.(a) 具有温度、光线和相对湿度规定的外部控制面板;(b) 内部定时器可关闭温度和光线。请点击这里查看此图的较大版本.

图3。数据记录器温度记录.夜间气温从11°c 到14°c 不等, 白天气温从19°c 到22°c 不等。请点击这里查看此图的较大版本.

图4。灯具.套件配有反射器、电动压载钠/卤化物和高压钠 (hps) 600w 灯。请点击这里查看此图的较大版本.

图5。过程的照片.(a) 植物管内的树木;(b) 有90% 叶子掉落的树;(d) 有5% 叶子掉落的树;(d) 收获的花朵;(e) icerya 购车人员;(f) 花期开始时花瓣非常短的叶花。请点击这里查看此图的较大版本.

图6。花序型.(a1, a2)最初和更发达的无叶芽, 一朵花或几朵花;(b12b2)最初和更发达的芽与平衡数量的叶子和花;(c1, c2)最初和更发达的芽, 有许多叶子和一些花。请点击这里查看此图的较大版本.

图7。每个花诱导强度水平的平均花数和花序型。(a) 用所有鲜花射击;(b) 以均衡数量的花和叶子射击;(c) 比花多的叶子射击。请点击这里查看此图的较大版本.

表1。主要管理事件的时间表

表2。叶片掉落的百分比、花序类型的百分比和每个人的花数.将个体分为三个强度级别, 1:5-10% 的叶片下降;2:50-60% 叶子秋天;3:80-90% 的叶子掉落。射击类型是 (a) 与仅花;(b) 有叶子和花的;(c) 有许多叶子和几朵花。

有可能迫使年轻的柑橘树开花 (只有 2岁) 迅速和在任何时候与丰富的花卉生产 (约216朵花每棵树)。在以前^{的研究 14,15}, 花的启动是由低温和这个过程持续约120天。在植物管网中, 短的水分胁迫期与春季条件相结合, 使这一时间显著减少, 在实验开始后68天后, 普通话树 (cv. nova) 蓬勃发展。因此, 本议定书将必要的时间减半。树木在春夏后 (2017年10月26日) 从苗圃运来, 因此没有感应凉爽的条件。对于这里描述的协议, 低温对于花的诱导是不必要的, 这种刺激被水的压力充分取代。这一结果表明, 促进植物生长的因素 (低温、光周期、水分胁迫) 可能是可以互换的, 可以单独使用, 也可以结合使用。当低温用于开花起始时, 开花反应与冷度 (15°c/8°c 处理的周数)^{成正比 14}。同样在本实验中, 开花反应与水分胁迫量 (占叶片下降的百分比) 成正比。

花的数量和质量直接受到花诱导强度的影响。同一干旱期对这两个试验品种的影响不同。三棵诺瓦树失去了90% 的叶子, 而在相同的诱导期之后, clemules 树失去了5-10 的叶子。因此, 与嫁接到沃尔卡梅里亚纳的 clemenules 相比, 接枝到carrizo上的 nova 承受的压力要大得多。此前有报道称, 沃尔卡默柠檬根茎有^22,23, 耐旱性。在本实验中, 不同的根组合显然是决定同一干旱期后应力水平的因素。因此, 花卉强度不仅取决于 ' 促进因素 ', 也取决于树木的个性特征。花卉诱导协议中的一个关键步骤是水分胁迫。严重的压力会严重损害树木, 因为很高比例的叶子会掉落, 损害树木的生存能力。因此, 每天都应该通过看叶松地的方法来检查水分胁迫。每个人都可以在不同的时间达到所需的水分压力, 这取决于几个因素 (牙冠体积关系、根茎、品种等)。

在诱导期之后, 花在花叶数量均衡的芽上发育, 以中高诱导 (以50-60 的叶子下降为代表) 获得了最佳结果 (b 型)。为此, 水的压力期一直持续到大多数叶子变得松弛, 但并没有开始下降。更大的诱导产生更多的花5至7天前, 但在无叶的芽。在田间, 这些花不太可能成为水果, 因为水果集取决于碳水化合物的供应情况²⁴。较低的诱导产生较少的花和一些延迟, 但产生芽与更多的叶子比花 (c 型)。因此, 花的数量, 花序类型和周期可以通过花的起始强度来控制。根据我们需要的拍摄类型, 可以用更长或更短的干旱期对协议进行修改。在以往的研究中, 花序类型受射门生长过程^中温度的影响。在我们的实验中, 在诱导过程中确定了花序类型。因此, 花序类型可能是在通过温度诱导过程中通过强度确定的, 后来也可能是通过温度来确定的。

这里描述的方法侧重于为研究目的获取鲜花。这项技术可以提出一些限制, 以获得水果, 因为它描述了非常年轻的树木。对于水果生产, 可能更大和更多的成年树木将是必要的。无论如何, 我们的许多结果可能对开放领域的水果生产很有趣。例如, 可以控制水分胁迫, 以促进或改善开花。在这种情况下, 应考虑到其他因素, 如水果集和碳水化合物的供应情况。

体外花粉萌发检测证实了花粉的活力。60% 的花粉粒萌发, 这表明与新鲜花粉相似的活力 17.因此, 该方法证明是有效和有用的。这种方法可以应用于其他果树, 并可能为研究人员提供一个快速和简单的技术, 以获得花卉每年几次, 并在任何时候。提供了复制该技术的主要键。

作者没有什么可透露的。

作者感谢 joséjavier zaragozádolz 提供技术援助并帮助执行管理任务。这项研究得到了作为与 valència politècnica 大学 (upv 20170673) 开展的项目的一部分的部分支持。