Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Flower induction and vegetative growth characteristics in Fragaria x ananassa cultivars 'Calypso' and 'Hapil'

Show full item record

Title: Flower induction and vegetative growth characteristics in Fragaria x ananassa cultivars 'Calypso' and 'Hapil'
Author(s): Pietikäinen, Laura; Pietikäinen, Laura
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry
Degree program: Master 's Programme in Agricultural Sciences
Specialisation: Plant production sciences
Language: English
Acceptance year: 2021
Abstract:
Fragaria x ananassa (puutarhamansikka) on laajalti arvostettu marja, jonka tuotanto lisääntyy jatkuvasti ympäri maailman. Näin ollen sen jalostukselle tulee olemaan valtavasti kysyntää varsinkin kun ilmastonmuutos luo oman varjonsa kasvuolojen ylle. Erilaisten lajiketyyppien vegetatiivisten ja generatiivisten vasteiden tuntemus on siten tärkeässä roolissa tulevaisuuden mansikantuotannon kannalta. Sekä puutarhamansikasta, että ahomansikasta (Fragaria vesca) on olemassa kahta lajiketyyppiä, jatkuvasatoisia sekä kausisatoisia. Jatkuvasatoiset lajikkeet, kuten ‘Calypso’ kukkivat ja tuottavat satoa läpi kasvukauden kun taas kausisatoiset lajikkeet, kuten ‘Hapil’ kukkivat lyhyemmän ajan, jolloin satokausikin on lyhyempi. Ahomansikan kukintatavan muutoksen taustalla vaikuttava geeni sijaitsee kukintaa säätelevällä päivänpituusreitillä, kun taas puutarhamansikalla ominaisuuden tausta on tuntematon. Tutkimuksen tavotteena oli verrata kahden in vitro -kasvatetun puutarhamansikkalajikkeen ‘Calypson’ ja ‘Hapilin’ vegetatiivisia ja generatiivisia vasteita pitkässä ja lyhyessä päivässä ja löytää siten eroja jatkuva- ja kausisatoisten lajikkeiden välillä. Tämä tehtiin havainnoimalla mansikoiden vegetatiivisiin ja generatiivisiin kasvuvaiheisiin liittyviä fenotyppejä, joka yhdistettiin päivänpituusreitillä toimivien geenien FaSOC1, FaTFL1, FaGA20ox4 ja FaAP1 ekspressiodataan. Lisäksi analysoitiin puutarhamansikan jatkuvasatoisuuteen yhdistetyn geenin FaFT2 ekspressio. Tämä tutkimus oli osa laajempaa projektia, jonka tavoitteena oli löytää puutarhamansikan jatkuvasatoisuuden taustalla vaikuttavat geenit. Osa ‘Calypsoista’ indusoitui kukintaan jo sopeutumisjaksolla ennen valojaksokäsittelyiden aloittamista ja loput heti käsittelyiden alussa, mikä johti havaittuihin eroihin päivänpituuskäsittelyiden välillä. Lyhyen päivän olosuhteissa kasvatetut ‘Hapilit’ indusoituivat viikoilla 3–6, kun taas pitkän päivän olosuhteissa kasvatetut ‘Hapilit’ pysyivät vegetatiivisina. Geenien FaTFL1 ja FaAP1 ekspressio tuki havaittuja kukintafenotyyppejä, kun taas FaSOC1 repressoitui enemmän lyhyen, kuin pitkän päivän olosuhteissa lajikeyypistä riippumatta. ‘Calypsot’ tuottivat rönsyjä valojaksosta tai kukintainduktiosta riippumatta, joten vaikuttaa siltä että ‘Calypsojen’ rönsyntuotanto oli päivänpituusreitistä riippumatonta. Toisaalta rönsyntuotantoon yhdistetyn geenin FaGA20ox4 ekspressiotaso oli alhainen ja vaihteleva näytteenottostragegiasta johtuen. Valtaosa lyhyen päivän olosuhteissa kasvatettujen ‘Hapileiden’ hankasilmuista pysyi dormanttina toistaiseksi tuntemattomasta syystä. FaFT2:n ekspressiotaso puolestaan oli alhainen, eikä todisteita sen roolista puutarhamansikan jatkuvasatoisuuden taustalla löydetty.
Fragaria x ananassa is a widely appreciated berry with its production growing all around the world. Thus, there will be a huge demand for strawberry breeding in the future especially since the climate change is casting an extra shadow upon the growing conditions which is also why there is a need for better understanding of different cultivar types. There are everbearing and seasonally flowering cultivars of both Fragaria x ananassa and Fragaria vesca. The seasonally flowering types such as ʻHapilʼ flower once during the growing season whereas everbearing types such as ʻCalypsoʼ flower for a longer period. The gene behind the change in the flowering habit has been tracked to the photoperiodic pathway of F. vesca although the gene behind the trait in F x ananassa remains unknown. The aim of this project was to compare flowering and vegetative responses of in vitro propagated everbearing F x ananassa cultivar ʻCalypsoʼ and seasonally flowering ʻHapilʼ in long and short day photoperiodic conditions in order to find out differences between everbearing and seasonally flowering cultivars. This was done by collecting data from phenotype observations linked to the vegetative and generative stages of the development of strawberries. The phenotype data was then combined with gene expression data of FaSOC1, FaTFL1, FaGA20ox4 and FaAP1 which are genes known to work on the photoperiodic pathway that regulates the switch between the vegetative and generative development of both F x ananassa and F. vesca. In addition, the expression of an everbearing phenotype associated gene FaFT2 was analysed. This study was a part of a larger project aimed to find out the genetic basis for the everbearing habit of F x ananassa. Part of the ʻCalypsoʼ plants were induced to flower already during the acclimatization period and the rest at the very beginning of the treatment period which then caused differential flowering times between the ʻCalypsoʼ groups. Short day grown ʻHapilʼ was induced to flower between weeks three and six whereas long day grown ʻHapilsʼ remained vegetative. Phenotypic observations were also backed up by the expression of FaTFL1 and FaAP1. Instead the FaSOC1 expression was repressed in short day conditions more than in the long days regardless of the cultivar type. ‘Calypsos’ were capable of producing runners regardless of photoperiod or flower induction. Consequently the runner production seemed to be regulated by factors outside of the photoperiodic pathway. However, the expression of runnering associated FaGA20ox4 was low and variable due to the sampling strategy. Interestingly most of the axillary meristems of short day grown ‘Hapils’ remained dormant for an unknown reason. Expression of FaFT2 was low on the apical meristems and further support for the role of the gene in everbearing phenotype was not found.
Keyword(s): Fragaria x ananassa Fragaria vesca flower induction ʻCalypsoʼ ʻHapilʼ gene expression plant breeding kukintainduktio geeniekspressio kasvinjalostus


Files in this item

Files Size Format View
Pietikainen_Laura_tutkielma_2021.pdf 927.6Kb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record