Resultaten vanuit het huidig

wetenschappelijk

onderzoek: vertakking bij chrysant

Robrecht Dierck Workshop plantenfysiologie 'VERTAKKING: een

verhaal over knopuitgroei en plantvorm' 20/01/2015

1

Introductie

• IWT project: Kennisgedreven sturing van plantfysiologische processen in de sierteelt ter bevordering van plantkwaliteit

Focus op LED licht en plantengroeiregulatoren om te sturen naar:

Stressbestendigheid tijdens transport en bewaring

Afharding en beworteling

Pigmentatie

Vertakking

2

Chrysant

• Chrysanthemum morifolium

• Verschillende vertakkingsvormen

• Belangrijk Vlaams aandeel in Europese productie en veredeling

http://www.gro4u.nl/site/images/395/gro4u_Santini.jpg http://pers.vlam.be/public/uploads/pers/files/015_400x600.jpg http://www.tuinadvies.be/foto/snijchrysant5.jpg

3

Chrysant onderzoek

• Model om vertakking te bestuderen

– Belangrijke sierplant

– Variatie vertakkingsvormen

– Kruidachtig, snelle vegetatieve vermeerdering

• Nadelen:

– Weinig genetische informatie

4

Regulatie van vertakking

• Apicale dominantie

KNOP

APEX

5

Regulatie van vertakking

• Correlatieve inhibitie

KNOP

6

Regulatie van vertakking

• Apicale dominantie, correlatieve inhibitie

CY

TOK

ININ

E

STRIG

OLA

CTO

N

KNOP

APEX

7

• Plantenhormonen/ groeiregulatoren

AUXINE

CYTOKININE

STRIGOLACTON

Bioassay

• 1,8 cm stengelstukjes

• Tussen petri-schaaltjes met agar +/- PGR

• Knoplengte meten microscoop

N3

N4

N5

N6

N7

N8

1,8cm

8

Bioassay 1) Bioassay ontwikkelen PGR met gekende effecten testen

2)Bioassay toepassen PGR met ongekende effecten testen

Effect op -Knopuitgroei -Plantenhormonen -Genexpressie

AUXINES verhinderen knopuitgroei CYTOKININES bevorderen knopuitgroei STRIGOLACTON verhinderen knopuitgroei

9

Analyse naar regulatie van vertakking: • Plantenhormonen • Expressie

vertakkingsgenen

IAA Bioassay Auxine

• Auxine (IAA) verhindert knopuitgroei

0

1

2

3

4

5

6

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7

Kn

op

len

gte

(m

m)

dag

0µM IAA

0,5µM iAA

1µM IAA

2µM IAA

5µM IAA

10

Controle

+ 5µM IAA

Bioassay Cytokinine • Cytokinines zeatine en thidiazuron werken

auxine tegen

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

3,5000

D1 D3 D5

kno

ple

ngt

e (

mm

)

dag

controle

IAA 5µM

IAA 5µM:TDZ 1µM

IAA 5µM:zeatine 20µM

IAA

ZEATINE TDZ

11

Controle

+ 5µM IAA

IAA + TDZ IAA + zeatine

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

3,5000

4,0000

D1 D3 D5

kno

ple

ngt

e (

mm

)

dag

GR24 5µM

GR24 15µM

GR24 25µM

GR24 50µM

GR24

Bioassay Strigolacton

• Strigolacton (GR24) verhindert knopuitgroei

12

+ 5µM GR24

+ 50µM GR24

Bioassay Giberellinezuur

• Giberellinezuur (GA3) versterkt scheutgroei GA3

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

d1 d2 d3 d4 d5

Kn

op

len

gte

(m

m)

dag

controle

100µM GA

13

Controle

+ 100µM GA3

Bioassay Giberellinezuur

• Giberellinezuur (GA3) vs. auxine

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

d1 d3 d5

Kn

op

len

gte

(m

m)

dag

controle

5µM IAA

5µM IAA100µM GA

GA3

14

IAA

Controle

+ 5µM IAA

IAA + GA3

Conclusies bioassay PGR

• Auxine en strigolacton verhinderen knopuitgroei

• Cytokinines vs. effect auxine

• Verklaren van effect (hormoonmeting, genexpressie)

• Toepassen extra PGR

15

Voorbeeld hormoonmeting

• Auxine en cytokinines gemeten in snijchrysant apex + zijknoppen en stengel

• Week1 (vegetatief) en week2 (na week2 generatief)

Apex

Top

Midden

Onder

CY

TOK

ININ

E

Vegetatief Generatief

16

17

0 50 100 150 200 250

onder

midden

top

apex

Pmol IAA/ g FW

Week1 IAA

stengel

knop

0 50 100 150 200 250

onder

midden

top

apex

Pmol IAA/g FW

Week2 IAA

stengel

knop

Auxinegehalte in apex ↓

Auxinegehalte in stengel↓

Wegvallen apicale dominantie

18

0 10 20 30 40 50

onder

midden

top

apex

Pmol cytokinines/ g FW

Week1 Cytokinines

stengel

knop

0 20 40 60

onder

midden

top

apex

Pmol cytokinines/ g FW

Week2 Cytokinines

stengel

knop

Wegvallen apicale dominantie

Cytokinine gehalte ↑ zijknoppen onder apex

LED belichting

• Effect van licht op knopuitgroei

• Shade avoidance syndrome

• Verhouding rood:verrood licht

19

FR R

• Elongatie • Minder knopuitgroei/vertakking

• Minder elongatie • Knopuitgroei/vertakking

http://www.uu.nl/SiteCollectionImages/Ecophys/shade-avoidance.jpg

Bioassay LED belichting

• Groeikamer met rood, blauw en verrode LEDs

• Lichtintensiteit 60µmol/m²s

rood verrood blauw

60 µmol/m²s

60 µmol/m²s

60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

30

µmol/m²s 30

µmol/m²s

30

µmol/m²s

20

Bioassay LED belichting • Gemiddelde knoplengte LED bioassay

stengelstukjes chrysant

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

D1 D2 D3 D4 D5

Kn

op

len

gte

(m

m)

dag

60µmol/m²s R

30µmol/m²s R 30µmol/m²s FR

60µmol/m²s FR

30µmol/m²s R 30µmol/m²s B

60µmol/m²s B

21

LED potchrysant beworteld stek • Groeikamer met rood, blauw

en verrode LEDs

rood verrood blauw 60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

• 60µmol/m²s rood en blauw + additioneel verrood

10

µmol/m²s 60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

50

µmol/m²s

50

µmol/m²s

10

µmol/m²s

60 µmol/m²s

60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

30

µmol/m²s

+ 30 µmol/m²s FR

+ 60 µmol/m²s FR

+ 30 µmol/m²s FR

22

LED potchrysant beworteld stek

c

a

ab ab b

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

60µmol/m²s R 60µmol/m²s B 10µmol/m²s R50µmol/m²s B

50µmol/m²s R10µmol/m²s B

30µmol/m²s R30µmol/m²s B

Len

gte

(cm

)

Gemiddelde zijscheutlengte

23

LED potchrysant beworteld stek

a

b b b

0

0,2

0,40,6

0,81

1,2

1,4

1,6

1,82

60 µmol/m²s R 60 µmol/m²s R +30 µmol/m²sFR

60 µmol/m²s R +60µmol/m²s FR

30µmol/m²s R30µmol/m²s B +30 µmol/m²s FR

Len

gte

(cm

)

Gemiddelde zijscheutlengte

a

b

c c

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

60 µmol/m²s R 60 µmol/m²s R + 30µmol/m²sFR

60 µmol/m²s R +60µmol/m²s FR

30µmol/m²s R30µmol/m²s B + 30

µmol/m²s FR

Gemiddelde lengte stek

24

LED snijchrysant beworteld stek

• Groeikamer met rood, blauw en verrode LEDs

rood verrood blauw

60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

10

µmol/m²s 60 µmol/m²s

30

µmol/m²s

50

µmol/m²s

50

µmol/m²s

10

µmol/m²s

60 µmol/m²s

+60 µmol/m²s FR

25

LED snijchrysant beworteld stek

• Intact apicale dominantie

b

a a

a c

b

ac

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

60µmol/m²s B 30µmol/m²s R30µmol/m²s B

10µmol/m²s R50µmol/m²s B

50µmol/m²s R10 µmol/m²s B

60µmol/m²sCTRL

60µmol/m²sB +60µmol/m²s FR

60µmol/m²s R

Sch

eu

tle

ngt

e (

cm)

Zijscheutlengte snijchrysant intact

26

LED snijchrysant beworteld stek

• Getopt geen apicale dominantie

27

ab

a a

a

ab

b

c

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

60µmol/m²s B 30µmol/m²s R30µmol/m²s B

10µmol/m²s R50µmol/m²s B

50µmol/m²s R10 µmol/m²s B

60µmol/m²sCTRL

60µmol/m²sB +60µmol/m²s FR

60µmol/m²s R

Sch

eu

tle

ngt

e (

cm)

Zijscheutlengte snijchrysant getopt

Conclusie LED

• 100% rood licht geeft grotere zijscheutlengte

• 100% blauw licht geeft kortere zijscheutlengte

• Additioneel verrood licht geeft kortere zijscheutlengte

28

Bedankt voor uw aandacht

Technopool Sierteelt is een samenwerking tussen Universiteit Gent, Hogeschool Gent, ILVO en PCS en wordt ondersteund door de Provincie Oost-Vlaanderen

Met steun van:

Ellen Dekeyser Emmy Dhooghe Magali Losschaert Laurence Desmet Jorien Oomen Veerle Buysens Johan Van Huylenbroeck Jan De Riek Katrijn Van Laere Gil Luypaert

Leen Leus Evelien Calsyn Roger Dobbelaere Jo De Groote Frederik Delbeke Dieter Coppens

Annelies Christiaens Liesbet Blindeman Els Prinsen Dominique Vanderstraeten

Met dank aan… De collega’s van P21, ILVO, PCS en UGent