ebook img

Linking leaf initiation to the aerial environment PDF

162 Pages·2014·6.49 MB·English
by  
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview Linking leaf initiation to the aerial environment

Linking  leaf  initiation  to  the  aerial  environment  When air temperature is not the whole story                                                        Andreas Savvides  i Thesis Committee    Promotor  Prof. Dr L.F.M. Marcelis  Professor of Horticulture & Product Physiology  Wageningen University    Co‐promotors  Dr W. van Ieperen  Assistant professor, Horticulture & Product Physiology  Wageningen University    Dr J.A. Dieleman  Researcher, Wageningen UR Greenhouse Horticulture  Wageningen University & Research Centre    Other members  Prof. Dr N.P.R. Anten, Wageningen University, The Netherlands  Prof. Dr K. Steppe, Ghent University, Belgium  Dr D. Vreugdenhil, Wageningen University, The Netherlands  Dr M. Chelle, INRA, France    The research was conducted under the auspices of the C.T. de Wit Graduate School  of Production Ecology & Resource Conservation  ii Linking leaf initiation to the aerial  environment    When air temperature is not the whole story      Andreas Savvides                                Thesis  submitted in fulfillment of the requirements for the degree of doctor  at Wageningen University  by the authority of the Rector Magnificus  Prof. Dr. M.J. Kropff,  in the presence of the   Thesis Committee appointed by the Academic Board  to be defended in public  on Monday 3 November 2014  at 4 p.m. in the Aula.  iii Andreas Savvides  Linking leaf initiation to the aerial environment: when air temperature is not the  whole story, 162 pages.    PhD thesis, Wageningen University, Wageningen, NL (2014)  With references, summaries in Dutch and English    ISBN 978‐94‐6257‐113‐6  iv To My Beloved Wife and Son                                              v vi Contents      List of abbreviations  viii        Chapter 1  General Introduction  1        Chapter 2  Meristem  temperature  substantially  deviates  from  air  11  temperature  even  in  moderate  environments:  is  the  magnitude of this deviation species‐specific?        Chapter 3  Leaf  initiation  is  solely  dependent  on  the  apical  bud  35  temperature  even  under  large  bud‐plant  temperature  differences        Chapter 4  Phenotypic plasticity to altered apical bud temperature: more  51  leaves‐smaller leaves and vice versa        Chapter 5  Impact of light on leaf initiation: a matter of photosynthate  81  availability in the apical bud?        Chapter 6  General Discussion  103          References  121  Summary  135    Samenvatting 139  Acknowledgments  143  Curriculum Vitae  147  List of publications  149  Education certificate   151  Funding  153            vii Abbreviations  DMC  Dry matter content  DW  Dry weight  eair  Air vapour pressure  Ebud  Apical bud transpiration rate  ebud  Saturation vapour pressure at bud surface  Ebud area  Apical bud transpiration rate per bud‐contained leaf area  es  Saturation air vapour pressure  FLA  Final leaf area  FW  Fresh weight  LAR  Leaves appeared per unit of time (leaf appearance rate)  LED  Leaf expansion duration  LEDdd  Leaf expansion duration in thermal time  LER  Leaf expansion rate (mean)  LERdd  Leaf expansion rate (mean) normalized for thermal time  LIR  Leaves initiated per unit of time (leaf initiation rate)  LIRDD  Leaves initiated per unit of thermal time  LL  Leaf length  LUR  Leaves unfolded per unit of time (leaf unfolding rate)  LW  Leaf width (maximum)  PPFD  Photosynthetic photon flux density  RH  Relative humidity (%)  RLW  Net absorbed longwave radiation (> 2800 nm)  Rnet  Net radiation absorbed by a body (0‐100 μm)  RSW  Shortwave radiation (< 2800 nm)  SAM  Shoot apical meristem  SLA  Specific leaf area  Tair  Air temperature  Tbase  Base temperature  Tbud  Shoot apical bud temperature  Tceiling  Temperature of the glass ceiling of the climate room  Tleaf  Leaf temperature  Tmeristem  Shoot apical meristem temperature  Tplant  Plant temperature   U  Wind speed  VPD  Vapour pressure deficit  VPDbud‐air  Vapour pressure difference between bud and air  δbl  Boundary layer thickness  viii Chapter 1        General Introduction     In higher plants, establishment, growth and reproduction are primarily dependent  on the continuous activity of two different groups of undifferentiated cells, the root  and shoot meristems. Shoot and root meristems are driving the above‐ and below‐ ground organ generation respectively (Barlow 1989).   In  indeterminate  plant  species  the  shoot  apical  meristem  (SAM)  is  continuously  producing shoot modules, i.e. the phytomeres (Barthélémy and  Caraglio 2007). In Cucumis sativus L. (cucumber) plants, for example, a phytomer  during the vegetative stage mainly consists of a leaf, an internode, an axillary  meristem  and  a  tendril  while  during  the  generative  phase,  phytomeres  additionally consist of flower meristems. The SAM is, hence, the fountain and  simultaneously the architect of the shoot.  The SAM is a dome of cells (Fig. 1) usually surrounded by the already  successively formed and folded primordial leaves. This creates a distinct structure  that resides on the top of the shoot, the apical bud (Fig. 2). The formation of a new  phytomer on the shoot is presignified when a new leaf primordium is initiated  (projected) on this dome (Fig. 1). The fundamental importance of leaf initiation for  plant  growth  and  development  led  to  the  in‐depth,  from  cell‐to‐molecule,  exploration  of  this  process  and  the  unravelling  of  its  complex  component‐ mechanisms (e.g. Lyndon 1994; Fleming et al. 1997; Ha et al. 2010; Besnard et al.  2011).    Leaf  initiation  is  taking  place  through  the  continuous  proliferation  of  pluripotent cells in the SAM and the synchronous transition in the fate of a group  of these pluripotent cells to determinate cells (Byrne 2012). The change in fate is  associated with changes in gene expression and new patterns of cell division and  expansion  (Golz  2006).  As  these  cells  proliferate,  new  axes  of  growth  are  established lateral to the SAM resulting in an outgrowth (leaf primordium) from  1 Chapter 1  the flanks of the SAM (Golz 2006). The direction of this outgrowth and thus the  positioning of the new leaf primordium on the SAM in relation to the earlier  initiated primordia (i.e. phyllotaxis) are basically determined by auxin gradients  (Reinhardt et al. 2003). Briefly, auxin once in the SAM, is absorbed by the existing  developing primordia which are acting as auxin sinks depleting auxin from the  surrounded tissue (Reinhardt et al. 2003). Therefore, auxin accumulates in the  region  of  the  SAM furthest  from  the  previously formed  primordia and, as  a  consequence,  when  auxin  passes  a  critical  threshold  in  this  region  a  new  primordium is initiated (Golz 2006). Consequently, leaf initiation and its spatial  arrangement are determined by a complex signaling network between the SAM  and the earlier initiated leaf primordia (Ha et al. 2010). While the spatial pattern of  leaf initiation is mainly a matter of intrinsic plant decisions and less a matter of  extrinsic (environmental) cues (Kuhlemeier 2007), the rate in which the process of  leaf initiation is repeated is highly dependent on the environment (e.g. Hussey  1963a; Granier et al. 2002).      Fig. 1. Stereo‐microscopic image of the shoot apical meristem (SAM), the latest (P1) and  the earlier (P2) initiated leaf primordia after the dissection of the earlier initiated  primordial leaves and tendrils in a cucumber plant. The scale bar represents 0.1mm.    Leaf initiation rate (LIR; number of leaves initiated per day) is a widely‐ used measure of the number of leaves as well as the number of phytomeres  2

Description:
Tomato seeds were sown a week earlier than combinations of red and blue light. Journal of Experimental Botany 61, 3107-. 3117. Hussey G .. Walther G-R, Post E, Convey P, Menzel A, Parmesan C, Beebee TJC, Fromentin J-.
See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.