Andreas Jende: Untersuchungen zum Entwicklungsrhythmus und zur Kultursteuerung belaubt überwinternder Stauden am Beispiel von Aster alpinus ‘Happy End’ |
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Untersuchungen zum Entwicklungsrhythmus und zur Kultursteuerung belaubt überwinternder Stauden am Beispiel von Aster alpinus ‘Happy End’
DISSERTATION
zur Erlangung des akademischen Grades
doctor rerum horticulturarum (Dr. rer. hort.)
eingereicht an der
Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät
von
Diplom-Gartenbauingenieur Andreas
Jende
geb. am 19.02.1969
Präsident
der Humboldt-Universität zu Berlin
Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Meyer
Dekan
der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät
Prof. Dr. Dr. h.c. Ernst Lindemann
Gutachter:
1. PD Dr. sc. J. Kühn
2. Prof. em. Dr. W. Heinze
3. Prof. Dr. sc. H.-G. Kaufmann
eingereicht: 30.11.1999
Datum der Promotion: 23.03.2000
Abstract
Andreas Jende; 03/2000: Untersuchungen zum Entwicklungsrhythmus und zur Kultursteuerung belaubt überwinternder Stauden am Beispiel von
Aster alpinus ‘Happy End‘
Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Institut für Gartenbauwissenschaften, Fachgebiet Zierpflanzenbau / Baumschulwesen, Dissertation
Am Beispiel von Aster alpinus‘Happy End‘ wird der Entwicklungsverlauf vom Zeitpunkt der Vermehrung bis zur Ausbildung von Infloreszenzen beschrieben, um daraus Empfehlungen für die Kultur als blühende Topfstaude abzuleiten.
Dazu wurden über einen Zeitraum von drei Jahren Versuche mit unterschiedlich vermehrten Pflanzen durchgeführt. Verwendet wurden hierbei Pflanzen aus generativer und vegetativer Vermehrung (Stecklinge, in vitro). Untersucht wurde der Verlauf der vegetativen und generativen Entwicklung unter spezieller Berücksichtigung der Dormanz und der Differenzierung der Blütenanlagen. Die Umstimmung des vegetativen Meristems in ein generatives wurde durch die Transplantation von Sproßknospen in die In-vitro-Kultur und durch histologische Untersuchungen erfaßt.
Während der juvenilen Entwicklungsphase und vor dem Eintritt in die Endodormanz erfolgt die Blüteninduktion. Der früheste Zeitpunkt der Blütendifferenzierung konnte bei Aster alpinus Ende September festgestellt werden. Die Endodormanz beginnt ab Mitte Oktober und dauert bis Mitte-Ende Dezember an. Erst danach ist eine weitere Entwicklung der Infloreszenz möglich.
Anschließend wurde der Einfluß der exogenen Applikation mit dem Cytokinin 6-Benzylaminopurin und der Einfluß der Kühlung auf die vegetative und generative Entwicklung untersucht. Dazu wurden die Pflanzen während der juvenilen Phase über einen Zeitraum von 6 Wochen mit BAP-Lösungen in unterschiedlichen Konzentrationen (15, 20 und 25 mg/l) besprüht. Der Einfluß der Kühlung wurde durch die Erfassung von Freilandtemperaturen und durch eine zeitweise Aufstellung der Pflanzen im Kühlraum ermittelt. Erfaßt wurden dabei alle Temperaturen unter 2° C und die Dauer der Kühlung.
Die Applikation von BAP in einer Konzentration von 20 und 25 mg/l bewirkte eine signifikant höhere Anzahl gestreckter, vegetativer Sproßknospen. Der Einfluß der Cytokininbehandlung auf die Anzahl der gestreckten Infloreszenzen war dagegen nicht signifikant. Die Wirkung der Kühlung auf die Streckung von Infloreszenzen erwies sich gegenüber der Cytokininbehandlung als wesentlich stärker. Die Dauer der Kühlung korreliert positiv mit der Anzahl gestreckter Infloreszenzen. Das Vernalisationsbedürfnis ist jedoch nicht obligat. Beide Faktoren (Cytokininapplikation und Kühlung) zusammen, haben eine synergistische Wirkung auf die Anzahl gestreckter Infloreszenzen.
Eigene Schlagworte:
Asteraceae,
Entwicklung,
Cytokinin,
Kühlung
Abstract
Andreas Jende; 03/2000: Examinations about the development rhythm and culture controls of budding overwintering perennials at the example of Aster alpinus ‘Happy End’
Humboldt-University Berlin, Agricultural and Horticultural faculty, Institut for Horticulture Science, Dissertation
A study was made on the development rhythm of perennials on Aster alpinus ‘Happy End’ from the beginning of propagation until flowering, to give recommondation for cultivation as a flowering potplant.
Approximately three years of examinations with different propagated plants were carried out. Plants from generative and vegetative propagation (cuttings, in vitro) were used. The course of vegetative and generative development was examined especially taking into account the dormant stages and the differentation of flowering plants. The change of the vegetative to the generative meristem was recorded by the transplantation of shoots to the in-vitro-culture and by histological examinations.
The flower initiation took place during the juvenile development phase and before the beginning of endodormancy. The earliest flower differentation was observed at the end of September. The endodormancy started in the middle of october and lasted until mid to late December. Only afterwards was a further development of the inflorescence possible.
In the second part the influence of exogen application with the cytokinin 6-Benzylaminopurin (BAP) and the influence of chilling at the vegetative and generative development were examined. In addition the plants were sprayed with BAP-solutions with different concentrations during the juvenile phase of about 6 weeks. The influence of chilling was measured under outdoor conditions and with temporary artificial chilling. All temperatures under 2 °C and the length of time they were chilled, were recorded. Afterwards the plants were maintained in the greenhouse until flowering.
The application of BAP with concentrations of 20 and 25 mg/l caused significantly longer vegetative shoots. The influence of the cytokinin treatment on the number of elongated inflorescences was non-significant in contrast. The rate of progress to generative development improved with increased chilling time. The vernalisation response is not obligatory. Both factors (cytokinin apllication and chilling) together have a synergistic effect on the number of elongated inflorescences.
Keywords:
Asteraceae,
Development,
Cytokinin,
Chilling
Inhaltsverzeichnis
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1
Einleitung
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2
Literaturübersicht zur Entwicklungsphysiologie von Stauden und Kurzcharakteristik von Aster alpinus
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2.1 Der Entwicklungsrhythmus von Stauden
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2.1.1 Wachstums- und Entwicklungsmodelle
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2.1.2
Vegetative Phase der Entwicklung
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2.1.3
Blattentwicklung
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2.1.4 Blüteninduktion und –differenzierung
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2.1.5 Blütendifferenzierung bis zur Anthese
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2.1.6 Dormanz
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2.1.7 Seneszenz
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2.2
Herkunft, Beschreibung und Produktion von Aster alpinus
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3
Problemstellung
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4 Zielstellung
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5
Material und Methoden
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5.1 Versuchsaufbau
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5.2
Untersuchungen zum Wachstums- und Entwicklungsverlauf
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5.3
Histologische Untersuchungen
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5.3.1 Pflanzenmaterial
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5.3.2 Untersuchungsmethodik
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5.4 Untersuchungen in der In-vitro-Kultur
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5.4.1 Pflanzenmaterial
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5.4.2 Untersuchungsmethodik
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5.5 Untersuchungen zum Einfluß von Cytokinin
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5.6
Untersuchungen zum Einfluß der Kühlung auf die Blütenbildung und -qualität
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5.7 Statistische Auswertung
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6
Ergebnisse
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6.1 Beobachtungen zur Keimung und postembryonalen Phase
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6.2 Jungpflanzenentwicklung
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6.3 Blattentwicklung
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6.4 Einfluß unterschiedlicher Vermehrungstermine und –verfahren auf die vegetative Entwicklung
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6.4.1 Generative Vermehrung
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6.4.2 Stecklingsvermehrung
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6.4.3 In-vitro-Vermehrung
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6.4.3.1 Überführung in die In–vitro–Kultur
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6.4.3.2 Überführung in das Gewächshaus
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6.4.4 Vegetative Entwicklung in der juvenilen Phase
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6.5
Differenzierung von Infloreszenzen
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6.5.1
Voraussetzungen für die Bildung von Infloreszenzen
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6.5.2 Zusammenhang zwischen verschiedenen Größenmerkmalen und der Ausbildung von Infloreszenzen
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6.5.3 Fortsetzung des vegetativen Wachstums
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6.6
Einfluß der Kühlung auf die Knospenruhe und die Blütenentwicklung
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6.7
Einzugsverhalten der Stauden nach unterschiedlicher Kühldauer
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6.8
Blütenentwicklung gekühlter Pflanzen
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6.8.1 Einfluss der Kühlung auf die Entwicklung von Infloreszenzen
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6.8.2 Blühergebnisse
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6.8.3
Einfluß der Kühlung auf generative Merkmale
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6.8.4 Korrelationen zwischen Anzahl der Infloreszenzen, Pflanzendurchmesser und Anzahl der Sproßknospen
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6.8.5 Blühergebnisse für vegetativ und generativ vermehrte Stauden
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6.9
Vegetative Entwicklung ohne Kühlung
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6.10 Generative Entwicklung ohne Kühlung
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6.11
Einfluß der Cytokininapplikation auf die vegetative und generative Entwicklung
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6.11.1 Versuchsergebnisse bis zum Ende der ersten Vegetationsperiode
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6.11.2
Einfluß der Cytokininbehandlung auf die Ausbildung von Infloreszenzen
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6.12 Wechselwirkungen zwischen Kühlung und Cytokininapplikation auf das vegetative und generative Wachstum
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6.12.1 Wirkung der Einflußfaktoren auf den Durchmesser der Pflanzen
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6.12.2 Wirkung der Einflußfaktoren auf die Anzahl der gebildeten vegetativen Sproßknospen
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6.12.3 Wirkung der Einflußfaktoren auf die Anzahl der gebildeten generativen Sproßknospen
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7
Diskussion
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7.1 Vermehrung
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7.2 Vegetative Entwicklung
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7.3 Generative Entwicklung
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7.4 Dormanz
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7.5 Wirkungen der cytokinininduzierten Seitentriebbildung und der Kühlung auf die vegetative und generative Entwicklung
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8
Empfehlungen für die gärtnerische Praxis
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9
Zusammenfassung
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Literaturverzeichnis
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Danksagung
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Eidesstattliche Erklärung
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Anhang
Tabellen
Bilder
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Abbildung 5-1: Versuchsübersicht für Aster alpinus aus generativer Vermehrung. Die schattierten Flächen kennzeichnen den Zeitraum und die Dauer der Kultivierung der Stauden im Gewächshaus. Die aufgeführten Abkürzungen haben folgende Bedeutung: A: Aussaat; P: Pikieren; T: Topfen; K: Kühlung, ET: Einräumtermin, BAP: Cytokininbehandlung mit 6-Benzylaminopurin (die Ziffern geben die Konzentrationsstufen an, wobei BAP 1 = 15 mg/l, BAP 2 = 20 mg/l und BAP 3 = 25 mg/l entsprechen); Frld.: Freilandstandort; ohne ET: keine Einräumung in Kühl- oder Gewächshäuser
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Abbildung 5-2: Versuchsübersicht für Aster alpinus aus vegetativer Vermehrung Die schattierten Flächen kennzeichnen den Zeitraum und die Dauer der Kultivierung der Stauden im Gewächshaus. Die aufgeführten Abkürzungen haben folgende Bedeutung: S: Stecklingsvermehrung; T: Topfen
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Abbildung 5-3: Versuchsübersicht für Aster alpinus aus In-vitro-Vermehrung Die schattierten Flächen kennzeichnen den Zeitraum und die Dauer der Kultivierung der Stauden im Gewächshaus. Die aufgeführten Abkürzungen haben folgende Bedeutung: T: Topfen, P: Pikieren, K: Kühlung, V: erstmalige Transplantation der Sproßknospen
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Abbildung 6-1: Einfluß verschiedener Aussaattermine auf die Entwicklung des Pflanzendurchmesser bis zum Eintritt in die Ruhe (Konfidenzintervall (KI) = 95 %)
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Abbildung 6-2: Einfluß verschiedener Vermehrungstermine (Stecklingsvermehrung) auf die Entwicklung des Pflanzendurchmesser bis zum Eintritt in die Ruhe (KI = 95 %)
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Abbildung 6-3: Einfluß verschiedener Überführungstermine in die In–vitro–Kultur auf die Überlebensrate der Sproßknospen (nges. = 296)
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Abbildung 6-4: Einfluß des Vermehrungsverfahrens bei den Ausgangspflanzen auf die Überlebensrate aller Pflanzen nach der Überführung in die In–vitro-Kultur (nges. = 296)
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Abbildung 6-5: Einfluß der Bewurzelung zum Zeitpunkt der Überführung (02.05.) auf die Überlebensrate der Sprosse während der ersten vegetativen Phase (Gewächshaus)
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Abbildung 6-6: Vergleich der Entwicklung vegetativ und generativ vermehrter Pflanzen(n = 10).
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Abbildung 6-7: Ausbildung von Seitensprossen bei generativ vermehrten Pflanzen (Aussaattermin: 15.02.96, n = 40)
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Abbildung 6-8: Wachstumsverlauf der zum Zeitpunkt der Überführung (02.05.) bewurzelten und unbewurzelten Sprosse nach abgeschlossener Konditionierungsphase und Überführung in das Gewächshaus (24.05.)
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Abbildung 6-9: Korrelation zwischen der Anzahl ausgebildeter Laubblätter und der Sproßzahl für mikrovermehrte Pflanzen (n = 27) 100 Tage nach Überführung in das Gewächshaus. Die Korrelation (nach PEARSON) ist auf dem Niveau von 0,01 (2-seitig) signifikant.
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Abbildung 6-10: Entwicklung der Infloreszenzknospen (Bildtafel)
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Abbildung 6-11: Zusammenhang von Durchmesser, Sproßanzahl und Anzahl ausgebildeter Blütenstände für generativ vermehrte A. alpinus (n = 20). Es sind die Trendlinie und das Konfidenzintervall (KI = 95 %) dargestellt.
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Abbildung 6-12: Zusammenhang zwischen dem Pflanzendurchmesser, der Anzahl Blütenstände und der Stiellänge der Blütenstände bei in vitro vermehrten A. alpinus (n = 35). Es sind die Trendlinie und das Konfidenzintervall (KI = 95 %) dargestellt.
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Abbildung 6-13: Ausbildung von Blütenständen bei generativ vermehrten Pflanzen zu unterschiedlichen Transplantationsterminen
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Abbildung 6-14: Ausbildung von Infloreszenzen bei in vitro vermehrten Pflanzen zu unterschiedlichen Transplantationsterminen
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Abbildung 6-15: Einfluß der Kühlung auf das Einzugsverhalten der Stauden (n = 20)
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Abbildung 6-16: Überlebensrate der im Kühlraum während der Ruheperiode gekühlten Pflanzen (n = 10) aus unterschiedlicher Vermehrung. Diagramm oben: generative Vermehrung; Diagramm unten: In–vitro-Vermehrung
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Abbildung 6-17: Überlebensrate der unter Freilandbedingungen während der Ruheperiode gekühlten Pflanzen (n = 20) aus unterschiedlicher Vermehrung; Code Nr. 16 und 14: generative Vermehrung; Code Nr. 86 und 84: In–vitro-Vermehrung
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Abbildung 6-18: Einfluß der Kühldauer auf die Entwicklung von Infloreszenzen. Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich sowie Extremwerte
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Abbildung 6-19: Einfluß der Kühldauer und des Kühlverfahrens auf die Anzahl ausgebildeter Infloreszenzen je Pflanze. Dargestellt ist das Konfidenzintervall (KI = 95 %) für im Freiland gekühlte Pflanzen.
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Abbildung 6-20: Einfluß des Vermehrungsverfahrens auf das Blühergebnis von A. alpinus unter natürlichen Freilandverhältnissen. Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich sowie Extremwerte.
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Abbildung 6-21: Wachstumsverlauf von A. alpinus (n = 25) ohne Kühlung. Dargestellt sind die Boniturwerte, die lineare Regressionsgerade und die Regressionskurve der kleinsten Quadrate (kubisch)
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Abbildung 6-22: Zusammenhang zwischen dem Pflanzendurchmesser, der Anzahl Blütenstände und der Stiellänge der Blütenstände bei in vitro vermehrten Pflanzen ohne Kühlung (n = 35). Es ist die Trendlinie (linear) und das Konfidenzintervall (KI = 95 %) dargestellt.
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Abbildung 6-23: Einfluß des Cytokinins 6-Benzylaminopurin auf den Pflanzendurchmesser (nges. = 80)
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Abbildung 6-24: Einfluß des Cytokinins 6-Benzylaminopurin auf die Entwicklung vegetativer Sproßknospen während und nach der Applikationsphase (nges. = 80)
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Abbildung 6-25: Wirkung der BAP-Applikation auf die vegetative Entwicklung (Bildtafel)
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Abbildung 6-26: Wirkung der Einflußfaktoren Kühlung (-10 - +2 °C, Freiland) und BAP–Applikation auf das vegetative Wachstum am Ende der Ecodormanz (Boniturtermin: 14.03.). Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich und Extremwerte. (nges. = 240)
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Abbildung 6-27: Wirkung der Einflußfaktoren Kühlung (0 – 2 °C, Kühlraum) und BAP–Applikation auf das vegetative Wachstum am Ende der Ecodormanz (Boniturtermin: 14.03.). Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich und Extremwerte. (nges. = 320)
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Abbildung 6-28: Wirkung der Einflußfaktoren Kühlung (-10 - +2 °C, Freiland) und BAP – Applikation auf die Bildung vegetativer Sproßknospen am Ende der Ruheperiode (Boniturtermin: 14.03.). Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich und Extremwerte. (nges. = 240)
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Abbildung 6-29: Wirkung der Einflußfaktoren Kühlung (0 - 2 °C, Kühlraum) und BAP–Applikation auf die Bildung vegetativer Sproßknospen am Ende der Ruheperiode (Boniturtermin: 14.03.). Dargestellt sind der Median, der Interquartilbereich und Extremwerte. (nges. = 320)
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DiML DTD Version 3.0 | Zertifizierter Dokumentenserver der Humboldt-Universität zu Berlin | HTML-Version erstellt am: 03.09.2004 |