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13C photoassimilate partitioning in sweet cherry (Prunus avium) during early spring

Marlene Ayala, Gregory A. Lang

Abstract


Stored reserves are critical for the early spring growth of reproductive and vegetative sinks in sweet cherry (Prunus avium L.). To study the distribution of carbon storage reserves on new, highly productive hybrid rootstocks in sweet cherry, an experiment was established using 5-yr-old cv. ‘Regina’ on the semi-vigorous rootstock ‘Gisela®6’ (‘GI®6’). Using whole-canopy enclosure chambers, five trees were pulse-labeled three times with high levels of 13CO2 during the fall. At leaf drop, leaves, buds, wood, bark and roots were sampled for gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. The storage organs with the highest percentages of excess 13C atoms were the roots and the older wood in the trunks, branches and buds. During the spring, newly developing organs (flowers, immature fruits and leaves) were sampled weekly from bloom to stage III of fruit development for additional GC-MS analysis. 13C-reserves were remobilized and partitioned to flowers, fruits and young leaves from before budbreak (side green stage) until 14 days after full bloom (DAFB). The isotopic composition differed significantly between phenological stages, and the highest 13C levels in the growing sinks were detected between bloom and fruit set. The reproductive organs had the strongest sink activity until 14 DAFB, and competition with spur leaf sink activity was apparent. It is proposed that reserve source limitation may impact fruit set and spur leaf development, which may ultimately impact the availability of photoassimilate during the later stages of fruit growth.

 

En cerezo dulce (Prunus avium L.), las reservas de almacenaje son importantes para el crecimiento de sumideros reproductivos y vegetativos en temprano en primavera. Para estudiar la distribución de reservas de almacenaje carbonadas en portainjertos híbridos altamente productivos, se realizó un experimento utilizando árboles del cv ‘Regina’ injertados en el portainjerto semivigoroso ‘Gisela®6’ (‘GI®6’). La copa completa de cinco árboles fue encerrada con cámaras transparentes de Mylar® para luego ser enriquecidos con altos niveles de 13CO2 en tres ocasiones durante el otoño. Al estado fenológico de caída de follaje, yemas, hojas, madera, corteza y raíces fueron muestreadas para ser analizadas mediante cromatografía de gases y espectrometría de masa. Los órganos de almacenaje con los mayores niveles del parámetro Exceso Atom 13C (%) fueron raíces, madera más vieja del tronco y ramas y yemas. Durante primavera órganos en desarrollo (flores, frutos inmaduros y hojas) fueron muestreados semanalmente desde floración hasta Fase III de desarrollo de fruto para un análisis usando cromatografía de gases y espectrometría de masa. La composición isotópica fue significativamente diferente entre órganos y estados fenológicos. Los mayores niveles de 13C en sumideros en desarrollo fueron detectados entre floración y cuaja frutal. Los órganos reproductivos tuvieron las mayor actividad sumidero hasta 14 (días después de plena flor, DDPF) compitiendo con las hojas de dardos. Según lo observado, se propone que una limitación en las reservas de almacenaje impactaría la cuaja de fruta y el desarrollo de área foliar, lo cual en definittiva afectaría la disponibilidad de fotoasimilados durante estados fenológicos más tardíos en el periodo de desarrollo de frutos en cerezo dulce.

 


Keywords


Fruit set, ‘Gisela®’ rootstock, sink, spring remobilization stage I, storage reserves, transition, Cuaja de frutos, portainjertos ‘Gisela®’, sumidero, remobilización en primavera, fase I, reservas de almacenaje, transición.

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DOI: http://dx.doi.org/10.7764/rcia.v42i2.1508