Post on 14-Jun-2019
transcript
KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV TEMPERATUR OG UV-LYS
Jorunn E. Olsen
Institutt for plante og miljøvitenskap, Universitetet for miljø- og biovitenskap
Micael Wendell, Amsalu G Roro, Deepak Mahat, Jon Anders Stavang, Staffan Bengtson,
Leiv Mortensen, Hans Ragnar Gislerød, Knut Asbjørn Solhaug, Sissel Torre
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
2
DYNAMISK KLIMASTYRING – KONTROLL AV STREKNINGSVEKST
Energisparing ved bruk av dynamisk klimastyring i
delvis lukkede veksthussystemer der temperaturen i
stor grad følger utetemperaturen
Høy temperatur kan stimulere strekningsveksten i
uønsket grad
Kan en viss kjøling i varme perioder være aktuelt for å
kontrollere strekningsvekst?
Andre aktuelle faktorer for kontroll av strekningsvekst:
lyskvalitet, UV-B
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST
Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og
nattfasen = Termoperiodisme (Went 1944)
Hvordan påvirkes strekningsveksten av
temperatur ulike tider på døgnet?
Hvordan virker temperaturen sammen med
lyskvalitet og UV-B?
Hva er de bakenforliggende mekanismene for
respons på temperatur ndg. strekningsvekst?
GJE
NN
ESTAD
2012
3
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
4
EFFEKT AV TEMPERATURDROPP PÅ ULIKE TIDSPUNKT PÅ STREKNINGSVEKST I POINSETTIA
Pla
nte
hø
yde (
cm
)
19ºC 13ºC
Kontroll 19ºC
20
15
10
5
0
‛Star Light’ ‛Lilo’
10 t daglengde (8-18), naturlig lys (sept Ås )
+ tilleggslys 35 µmol m-2 s-1 (HPS)
06 08 24
Start av 2 timers temperaturdropp
Moe et al.1992 Acta Hort
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
EFFEKT AV TEMPERATURDROPP PÅ ULIKE TIDSPUNKT PÅ STREKNINGSVEKST I BEGONIA
GJE
NN
ESTAD
2012
5
Inte
rnodie
lengde (
mm
)
Start av 2 t temperaturdropp (i mørke)
Grindal & Moe 1994 Scientia Hort
Begonia x hiemalis
‛Aphrodite Pink’
21
20
19
18
17
16
18 20 22 24 02 04 06
10 t daglengde (8.00-18.00), 55 μmol m-2 s-1 (HPS),
18ºC 12ºC
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
6
EFFEKT AV TEMPERATURDROPP PÅ ULIKE TIDSPUNKT PÅ STREKNINGSVEKST HOS SPIRER AV
VÅRSKRINNEBLOM
24ºC 12ºC,
start (1) ved lys på
12 t daglengde
(vekstkammere)
Dag Natt
Modellplante i plantebiologien: Langdagsplante
Vårskrinneblom
(Arabidopsis thaliana)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
EFFEKT AV TEMPERATURDROPP MIDT PÅ DAGEN OG MIDT PÅ NATTEN I ERT
GJE
NN
ESTAD
2012
7
21ºC 13ºC
(4 timer dropp,
15 dager)
12 t daglengde
(vekstkammere)
(Konstant
Temperatur)
a a
b
Ert (Pisum sativum)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
‛Hvit’
21ºC 15ºC: 5 t fra midt på dag
21ºC 15ºC: 5 t fra morgen
Kontroll 19.5ºC (gjennomsnitt)
10 t naturlig lys,
14 t dagforlengelse
(2-3 µmol m-2 s-1)
35 32
29
26
23 20
17 14
11
8
a a
b
a
ab
b
a b
c a
b b
4.2
10 t naturlig lys,
5 t mørke,
4 t nattavbrudd (2-3 µmol m-2 s-1)
5 t mørke
0.7 4.2 0.7
Rødt : mørkerødt- forhold dagforlengelse/nattavbrudd
EFFEKT AV TEMPERATURDROPP PÅ ULIKE TIDSPUNKT PÅ STREKNINGSVEKST I CAMPANULA ISOPHYLLA
Pla
nte
hø
yde (
cm
)
Dagforlengelse Nattavbrudd
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
9
0
10
20
30
40
14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
Rela
tiv g
enaktivitet)
Tid (t)
09:00-21:00
Control 21˚C
GA2ox2
13˚C 21˚C
02:00 06:00 03:00 04:00 05:00
0
2
4
6
GA
1-n
ivå (
ng g
-1 F
V)
14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
02:00 03:00 04:00 05:00 06:00
21:00-09:00
13˚C 21˚C
GA2ox2
Kontroll Dropp
13˚C 13˚C 21˚C 21˚C 21˚C 21˚C
21˚C 21˚C
GA-INAKTIVERING STIMULERES AV TEMPERATUR-DROPP I LYS, IKKE I MØRKE
GA19
GA20
GA1
GA8
Temperaturdropp
Aktivt
Inaktivt
GA2ox2
Stavang et al. 2007
Ert (Pisum sativum)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
RESPONS PÅ LYS OG TEMPERATURDROPP OM DAGEN ER TO SIDER AV SAMME SAK
GJE
NN
ESTAD
2012
10
Fotomorfogeneseproteinet HY5 tilstede i lys, men ikke i mørke,
stimulerer gibberellin-inaktivering og derved lavere vekstrate i
lys enn i mørke (ved samme temperatur)
Mutant uten HY5 reagerer lite på temperatursenking
Vårskrinneblom
(Arabidopsis thaliana)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
RESPONS PÅ LYS OG TEMPERATURDROPP OM DAGEN ER TO SIDER AV SAMME SAK
GJE
NN
ESTAD
2012
11
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 S
treknin
gsv
ekst
(cm
)
Tid (dager)
Negativ DIF
Positiv DIF
Ingen DIF
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15
Str
eknin
gsv
ekst
(cm
)
Tid (dager)
Ert (Pisum sativum)
HY5-mutant Normale planter
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
12 12 12
EFFEKT AV UV-B OG TEMPERATURDROPP PÅ STREKNINGSVEKST I ERT
12 h daglengde, Behandlinger: 6 t midt i lysperioden
UV-B: 0.3 W m-2 (dose som ikke gir skade)
20°C
20°C +UV-B
21°C→13°C
21°C→13°C +UV-B (40%↓)
20°C 20°CUVB
21→13°C
UVB
21→13°C
Tid (dager)
Str
eknin
gsvekst
(cm
)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
13 13
Høyde
(cm)
FV (g) Bladareal
(cm2)
Polyetylen 14.5 b 51.0 b 751 a
F-Clean 12.9 a 42.5 a 670 a
EFFEKT AV UV-A/UV-B PÅ UTPLANTNINGSPLANTER
Petunia x hybrida
Polyethylene F-Clean
Høyde
(cm)
FW
(g)
Antall
blomster
Polyetylen 16.6 b 14.5 a 25.0 b
F-Clean 14.6 a 17.2 a 33.6 a
Polyethylene F-Clean
Lobelia
Mer kllorofyll, mer intens blomsterfarge
April-Mai, 22-28ºC, Naturlig lys
UV-A/UV-B-transmitterende vekthusmateriale
Torre et al. 2012 Acta Hort
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
GJE
NN
ESTAD
2012
GIBBERELLIN-INAKTIVERING STIMULERES AV UV-B
GA1 GA8 GA8/GA1
Skuddspisser av ert
Behandlinger
Gib
bere
llin
-niv
å (
ng g
-1 F
V)
Gib
bere
llin
-niv
å (
ng g
-1 F
V)
NO
RW
EG
IAN
UN
IVERSIT
Y O
F L
IFE S
CIE
NCES
www.umb.no
KONKLUSJONER
Temperaturdropp ser ut til å redusere strekningsvekst mest
effektivt midt på dagen, men responsen kan påvirkes av
daglengde og lyskvalitet
UV-B reduserer strekningsveksten og effekten øker ved
temperaturdropp
Redusert strekningsvekst i respons på lys og temperaturdropp
er to sider av samme sak:
– Begge reduserer mengden av strekningsveksthormonet
gibberellin ved å øke inaktiveringen
– Økt gibberellin-inaktivering skyldes at mengden av
fotomorfogeneproteinet HY5 øker når lyset kommer på og
ved temperaturdropp i lysperioden.
– UV-B reduserer gibberellin-innholdet ved å øke
inaktiveringen
GJE
NN
ESTAD
2012
15