Solar Stress on 'Fuji' Apple: Lack of Relation between Resistance to Light Stress and Degree of Delayed Sunburn Browning
Shouli Yusuf1, Iryna Tartachnyk2, Andreas Albert2, Georg Noga1
1Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Fachbereich Pflanzen- und Gartenbauwissenschaften, Universität Bonn, Auf dem Hügel 6, D-53121 Bonn; 2Helmholtz Zentrum München, Research Unit Environmental Simulation, Institute of
Biochemical Plant Pathology, Ingolstädter Landstraße 1, D-85764 Neuherberg s7shyusu@uni-bonn.de
Sunlit or shaded sides of detached 'Fuji' apple fruit were exposed to simulated sunburn inducing conditions in a solar chamber to test the hypothesis if a stronger photoinhibition in the shaded fruit peel will be followed by the development of more severe sunburn symptoms. Additionally, the influence of ultraviolet-B radiation (280-315 nm) on the magnitude of solar damage was studied. Chlorophyll fluorescence and remission indices of 'Fuji' apple were assessed during fruit exposure for 12 hours and in the following 7 weeks in storage paralleled by fruit monitoring.
During the fruit exposure, fruit surface temperature was the same on both apple sides.
Right after exposure, fluorescence decreased to 40 % of initial value on shaded side in compared to only 20 % on sunlit side. This was followed by complete recovery on sunlit sides whereas the shaded side regained only 25 % from initial values within two weeks after the exposure.
Throughout the experiment, NDVI and NAI reduction on sunlit side was minimal in contrary to that of shaded. The significant decrease of fluorescence and remission indices on shaded side inferred to pigments bleaching and irreversible photodamage, while the small changes on sunlit side implied reversible activity of chlorophyll molecules and higher resistance to light stress.
These results support our initial assumption, e.g. a stronger degree of photoinhibition on the shaded sides. However, the pattern of physiological disorders after 2 months storage was different as expected. A strong photoinhibition coupled with pigment photobleaching in fruit exposed with shaded side was followed by the absence of visual symptom in the treatment without UV-B and by insubstantial browning and/or water core in the treatment with UV-B. The most severe internal and external browning similar to that described as
"Fuji stain" was observed on the fruit exposed with sunlit side to UV-B. This is in spite of full recovery of fluorescence and no photooxidation recorded in these fruits. Therefore in contrary to our hypothesis, the obtained results indicate a lack of relation between photoprotection in apple peel and tolerance to solar induced disorders in postharvest period.
Vortr¨age / Session 11 / Klimaeinfl¨usse auf Obst und Gem¨use
Abschätzung zukünftiger Klimawandelfolgen im Gartenbau
Holger Hoffmann, Thomas Rath
Leibniz Universität Hannover, Institut für Biologische Produktionssysteme, FG Biosystem-und Gartenbautechnik
hoffmann@bgt.uni-hannover.de
Der Einfluss des regionalen Klimawandels auf die gartenbauliche Pflanzenproduktion der Zukunft kann mittels hochaufgelöster simulierter Klimazeitreihen und Wirkmodellen abgeschätzt werden, wobei dies den Unsicherheiten der einzelnen Modelle sowie den Unsicherheiten aus deren Verkettung unterliegt. Hierbei kann die Bandbreite möglicher Entwicklungen durch mehrere Simulationen (z.B. Läufe) abgebildet werden. Es ist daher im Einzelfall oft nicht bekannt, inwiefern Abschätzungen auf Basis einzelner Klimarealisationen oder Modelle statistisch gesichert sind.
Um einen Einblick für die Bereiche Gemüse- und Obstproduktion sowie Gewächshaus zu erreichen, wurden daher Modelle mit unterschiedlich zusammengesetzten regionalen Klimaprojektionen des IPCC-Szenarios A1B (ECH5-Remo, ECH5-CLM, ENSEMBLES) für Niedersachsen angetrieben und ausgewertet (Spätfrost bei Apfel, Vernalisation bei Blumenkohl und Energiebedarf von Gewächshausern). Beiträge von Klimamodell, Wirkmodell und interner Variabilität zur Gesamtvariabilität der Modellkette wurden am Beispiel Spätfrost bei Apfel erfasst.
In den untersuchten Fällen zeigte sich eine deutliche Klimawirkung erst ab der Mitte des 21. Jahrhunderts (Referenzperiode 1971-2000). Während hierbei die Gesamtvariabilität der Modellkette mit dem Projektionshorizont zunahm und in der nahen Zukunft durch die interne Variabilität des Systems dominiert wurde, stabilisierte sich der Anteil der Unsicherheit aus den Klimamodellen während der Anteil an Unsicherheit aus den Wirkmodellen anstieg. Für die Projektionen mit Apfel konnte ein optimales Verhältnis von Klimaänderungssignal und Variabilität für den Projektionshorizont (ca.) 2060-2090 ermittelt werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass auch Projektionen zur gartenbaulichen Pflanzenproduktion stets in Beziehung zur potenziellen Bandbreite der klimatischen Änderungen zu setzen sind, wobei ein aussagekräftiger Projektionshorizont angegeben werden sollte. Trotz signifikanter Änderungen einzelner Zeitreihen sollte dies insbesonders für Studien zu Klimawandelfolgen der nahen Zukunft (<2040) berücksichtigt werden.
Vortr¨age / Session 11 / Klimaeinfl¨usse auf Obst und Gem¨use
Harvest time variation in response to vernalization in a cauliflower DH-population
Yaser Hasan(1), Hartmut Stützel(1), Ralf Uptmoor(2)
(1)Leibniz Universität Hannover, Institute of Biological Production Systems, (2)University of Rostock, Department of Agronomy
hasan@gem.uni-hannover.de
Cauliflower (Brassica oleraceae var. botrytis) is an important vegetable crop grown for its arrested inflorescence meristem forming the curd. Floral induction is controlled by genetic pathways that ingrate both developmental and environmental cues. Curd induction in cauliflower is sensitive to temperature; low temperatures (vernalization) promote the transition from the vegetative to the reproductive phase after the end of juvenility. High temperatures increase time to curd initiation and harvest and have negative effects on the harvest window as well. Considerable variation in harvest time reliability exists among commercial hybrids. However, the most reliable cultivars have a poor curd quality. We hypothesize that cauliflower genotypes with reliable harvest time have a wide range of optimum temperatures for vernalization and that vernalization requirement and curd quality are not controlled by the same genes. The aim of the present study is to detect QTL for quality traits as well as for parameters of a temperature response function which describes the vernalization process in cauliflower.
A doubled haploid (DH) population of 400 lines was developed from F1 plants of a cross between a reliable and an unreliable parental line with superior curd quality. A subset of the population (180 lines) is subjected to multi-temperature regimes in the greenhouse and time to visible curd, leaf appearance rate, final leaf number and quality traits are measured. The data will be used for parameterizing a vernalization model and model parameters will be used for QTL detection. Ideotypes will be defined from QTL data and the final QTL-based phenology model will be used to predict performance of independent lines of the cross in different environments.
Keywords: Cauliflower, QTL mapping, crop modelling, curd initiation
Vortr¨age / Session 11 / Klimaeinfl¨usse auf Obst und Gem¨use
Zum Einsatz von Mykorrhizapilzen in der Baumschulwirtschaft
Hartmut Balder, Kevin Beiler Beuth Hochschule für Technik Berlin
balder@beuth-hochschule.de
Mykorrhizapilze tragen auf vielfältige Weise zur Entwicklung und Gesundheit von Pflanzen bei. Ihre Bedeutung in der Gehölzproduktion ist seit Jahren in der Diskussion, dabei fehlt es an praxisnahen Erkenntnissen sowie an nachgewiesenen Effekten in den unterschiedlichen Phasen der Gehölzproduktion sowie im Handel. Von Interesse sind hierbei nicht nur die Effekte in der Produktion, sondern auch die Wirkungen auf die Nachfolgeprozesse sowie auf die Etablierung der Gehölze am späteren Endstandort.
Untersuchungen von Baumschulböden und Quartierspflanzen haben ergeben, dass die Wurzelsysteme zahlreich von Mykorrhizapilzen besiedelt sind, ihre Formenvielfalt ist dabei sehr groß. Sie verbleiben innerhalb des Ballens am Lieferprodukt, verbreiten sich aber scheinbar sehr langsam am späteren Wuchsstandort.
Es scheint ein Screening erforderlich, um Herkünfte und Spezies von mykorrhizabildenden Pilzen mit definierten Eigenschaften zu finden, die erfolgreich in der Anzuchtphase an Gehölzen etabliert werden können und am späteren Standort den Gehölzen helfen, urbane Stressfaktoren zu ertragen. Applikationstechniken müssen daher optimiert werden, um sie als biologisches System in Baumschulen einführen zu können.