Changes in respiration pathways during hydrogen cyanamide-induced terminal budbreak of Cripps’ Pink

Abstract:

Apple trees that do not receive adequate chill during winter undergo improper release of endodormancy resulting in decreased bud break, and uneven and delayed blooming that impacts negatively on yield. To overcome this, chemical rest breaking agents are used to artificially release the buds from endodormancy and synchronise bud break. This study was conducted to investigate the effects of hydrogen cyanamide (HC) (Dormex™) and oil on the total respiration rate and the rate of four respiratory pathways (tricarboxylic acid cycle (TCA), pentose phosphate pathway (PPP), alternative pathway (ALT) and cytochrome C (CYT) pathways). The HC-treated endodormant terminal buds of mature Cripp’s Pink trees were randomly collected from commercial orchard in Elgin (warm winter area; ±700 CU). Control shoots were covered with plastic bags during the treatment. The respiration rate was determined by using a Clark-type oxygen electrode fitted to a liquid filled chamber containing the buds. The respiration rate of the different pathways was measured by using inhibitors targeting the specific pathways. Means were compared using a two-way ANOVA. The results showed that Dormex™ and oil treatment cause an increase in the respiration rate in the TCA and CYT pathways reaching a maximum at the budbreak. The untreated buds continued to show a crippled respiration rate with an increasing use of the ALT pathway. The study concludes that the treatment with Dormex™ and oil prevents delayed foliation and unsynchronised, poor bud break by increasing the respiration rate of bud tissue via the TCA and CYT pathways to provide energy for growth.

Les pommiers ne recevant pas une fraicheur adéquate en hiver, subissent une libération inappropriée de l’endo-dormance, ce qui conduit à une diminution des bourgeons et une floraison irrégulière et retardée qui a un impact négatif sur le rendement. Pour surmonter cela, des agents chimiques de levée de la dormance sont utilisés pour libérer artificiellement les bourgeons de et synchroniser leur ouverture. Cette étude a été menée pour évaluer les effets du cyanamide d’hydrogène (HC) (Dormex ™) et de l’huile sur le taux respiratoire total et le taux de quatre voies respiratoires (cycle acide tricarboxylique (TCA), voie des pentoses phosphates (PPP), voie alternative (ALT) et la voie du cytochrome C (CYT)). Les bourgeons terminaux dormants des tiges matures de Cripp’s Pink traités avec le HC ont été prélevés au hasard dans un verger commercial à Elgin (zone chaude d’hiver, ± 700 UT). Les pousses pour le témoin ont été recouvertes de sacs en plastique pendant le traitement. Le taux de respiration a été déterminé en utilisant une électrode à oxygène de type Clark ajustée à une chambre remplie de liquide contenant les bourgeons. Le taux de respiration des différentes voies a été mesuré en utilisant des inhibiteurs ciblant les voies spécifiques. Les moyennes ont été comparées en utilisant une ANOVA à deux facteurs. Les résultats ont montré que Dormex ™ et le traitement à l’huile entraînent une augmentation du taux de respiration dans les voies TCA et CYT, conduisant à un maximum d’ouverture de bourgeons. L’étude conclut que le traitement avec Dormex ™ et l’huile empêche un retard de floraison et une ouverture non synchronisée des bourgeons en augmentant la vitesse de respiration du tissu de bourgeon par les voies de TCA et de CYT pour fournir l’énergie pour la croissance.

Language:

Abkhazian

Date of publication:

2016

Country:

South Africa

Region Focus:

Southern Africa

Author/Editor(s):

Inamahoro, M.

Steyn, W.

Schmeisser, M.