KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES...

15
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

Transcript of KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES...

Page 1: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 2: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 3: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 4: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

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

Page 5: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 6: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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)

Page 7: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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)

Page 8: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

yde (

cm

)

Dagforlengelse Nattavbrudd

Page 9: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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)

Page 10: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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)

Page 11: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 12: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

)

Page 13: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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

Page 14: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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)

Page 15: KONTROLL AV PLANTEMORFOLOGI VED HJELP AV …. Kontroll av plantemorfologi v.h.a... · ENCES TEMPERATURKONTROLL AV STREKNINGSVEKST Planter reagerer ulikt på temperatur i dag- og nattfasen

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