A paradicsomgyümölcs növekedésével összefüggő élettani paraméterek genetikai változékonyságának modell általi becslése kontrasztos vízviszonyok között

Dario Constantinescu

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Mohamed-Mahmúd Memmah

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Gilles Vercambre

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Michel Génard

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Valentina Baldazzi

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Mathilde Causse

2 Unité Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Montfavet, Franciaország

Elise Albert

2 Unité Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Montfavet, Franciaország

Béatrice Brunel

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Pierre Valsesia

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Nadia Bertin

1 Plantes et Systèmes de Culture Horticoles, Institut National de la Recherche Agronomique - PACA Központ, Avignon, Franciaország

Absztrakt

Bevezetés

Jelen tanulmányunk célja a Virtuális Gyümölcs Modell (i) felhasználása volt a paradicsom RIL populációjának fenotípusának meghatározása folyamat szinten; ii. a vízhiány kezelésében szerepet játszó gyümölcsnövekedési mechanizmusok (víz és szárazanyag felhalmozódás) jobb megértése; (iii) optimalizált genotípus-paraméterek/genotípusok keresése, amelyek csökkenthetik a gyümölcs friss súlyának veszteségét WD alatt, és ugyanakkor fenntarthatják/javíthatják a gyümölcs magas szárazanyag-tartalmát. A RIL populáció az, amelyet Albert és mtsai korábban genotipizáltak. (2016). A gyümölcs tulajdonságainak és a modellparamétereinek genetikai variabilitását a fő komponens elemzéssel (PCA) és QTL elemzéssel elemeztük. Ez a lépés segített a genetikai stratégiák feltárásában a vízhiányra reagálva, és megvitatta az ebben a reakcióban részt vevő lehetséges folyamatokat/géneket. Ezután a modellt a gyümölcs méretét és minőségét tekintve kialakított ideotípusokra alkalmazták.

Anyagok és metódusok

RIL populáció és kísérleti tervezés

A RIL populációt, beleértve a 117 F7 rekombináns beltenyésztett vonalat, két beltenyésztett vonal, Cervil és Levovil intraspecifikus keresztezéséből fejlesztették ki (Saliba-Colombani et al., 2001). A cervil egy cseresznye típusú paradicsom (S. lycopersicum var. Cerasiforme, 6–10 g), míg a Levovil (S. lycopersicum) nagy gyümölcsös csatlakozás (90–160 g). A 117 RIL-t, az F1 hibridet és a két szülőt egy fűtött üvegházban termesztették INRA Avignonban (Franciaország) 2013. március és július között. A korábbi adatok alapján a populációban nyolc genotípust választottak ki annak érdekében, hogy jól ábrázolják a a gyümölcsméret és a szárazanyag-tartalom tartománya. Ez a nyolc genotípus tartalmazta a két szülőt és az F1 hibridet (CxL). A virtuális gyümölcsmodell néhány bemeneti paraméterét (kezdeti friss és száraz súlyok, gyümölcs felszínének vízhez való vezetőképessége, szárvíz-potenciál) pontosan mértük ezen a nyolc reprezentatív genotípuson, majd ugyanazokat az értékeket alkalmaztuk a csoport összes genotípusára (lásd alább és Ábra 1. ábra 1).

élettani

Kapcsolat a gyümölcs friss súlya és az érett gyümölcs szárazanyag-tartalma között ellenőrzés alatt. Minden szimbólum egy genotípust képvisel (15–20 gyümölcsöt jelent). A fekete pontok az öt reprezentatív genotípust, a két szülőt (Lev és Cerv) és az F1 hibridet (CxL) jelzik. A színes négyzetek a genotípusok hat csoportját (G1 – G6) képviselik, amelyeket a modell bemeneténél figyelembe vettünk. A betét megadja az érett gyümölcs friss tömegének (FW) és szárazanyag-tartalmának (% dm) tartományait minden csoportban.

A növényeket 4 l-es tőzeggel töltött műanyag edényekben (Klasmann 165) növesztettük és tápláló oldattal öntöttük (2, 4, 6 mmol l-1, N, P, illetve K). Valamennyi rácsot elektromos méhvel beporozták. A rácsos virágok számát szabályoztuk, hogy homogén gyümölcsterhelést és összehasonlítható forrás: süllyedés arányt kapjunk egy adott genotípusú növények között. A kis gyümölcs genotípusok első két rácsát (a végső gyümölcsméret 30 g), az első két rácsot 4, a következő rácsokat pedig 6 gyümölcsre metszettük. Az üvegház éghajlati viszonyait (hőmérséklet, páratartalom és fényintenzitás) percenként rögzítettük, és az adatokat óránként átlagoltuk a kísérlet során.

A Cervil második rácsos (referencia korai genotípusnak tekintett) antéziséből két öntözési kezelést alkalmaztunk: kontroll (C) és vízhiány (WD). A kontroll növényeket 25% körüli vízelvezetés céljából öntöztük. A WD kezelés során a vízellátás 64% -kal csökkent a kontrollhoz képest, ami a kísérleti időszak átlagában a potenciális párolgás 49% -ának felel meg. A tőzegfelület nedvességtartalmát folyamatosan értékeltük 12 kisméretű talajnedvesség-érzékelővel (EC-5 Decagon devices, USA), amelyeket az aljzatba helyeztünk és véletlenszerűen elosztottunk az üvegházban, valamint hetente kétszer víztartalom-érzékelővel (WCM-control, Grodan, Roermond, Hollandia). A tőzeg szubsztrát nedvességtartalma a kontroll növényekben átlagosan 60–65%, a WD növényekben 25–30% (vízelvezetés nélkül). Az üvegházban az öntözési kezeléseket soronként alkalmazták, és a genotípusokat sorokon belül randomizálták. Minden genotípusból két növényt (10 az anyavonalak és a hat reprezentatív genotípus esetében) növesztettünk mindegyik kezelés alatt. A próbanövényeket egy sor szegélyezett paradicsomnövénnyel vettük körül.

Fenotípusos mérések

Virtuális gyümölcsmodell leírása