Variation in the duration of tuber dormancy within a seed potato lot

Summary The variation in duration of dormancy within a seed tuber lot was studied over three years by harvesting individual plants of cvs Diamant and Désirée from field plots and by storing the tubers at 18°C. The variation in dormancy within a tuber lot was large (especially for cv. Diamant) and was mainly caused by variation within plants. For cv. Diamant there was a close negative relation between dormancy and the cube root of tuber weight, whereas for cv. Désirée a relation with tuber weight was almost absent. The duration of dormancy of a seed lot comprising tubers with a narrow range in weight can be well described by two parameters. It is proposed to maintain the moment of 80% sprouting as the criterion for the end of dormancy of a tuber lot and to characterize the spread in dormancy duration by the time lapse between 10% and 90% sprouting.     

Morphological changes in tuber buds during dormancy and initial sprout growth of seed potatoes

Summary Potato tuber dormancy is usually defined as lasting from tuber initiation until a sprout of 2 mm long has been formed under storage conditions optimal for sprouting. We tried to find out whether there is a period during which buds of seed tubers do not grow and whether different batches of seed take the same time to grow sprouts 2 mm long. We measured changes in number of leaf primordia and length of tuber buds of cvs Diamant and Désirée over two years. After early haulm pulling, buds did not grow for at least 60 days (‘Diamant’) or 95 days (‘Désirée’). Buds in both cultivars and two tuber weights of ‘Diamant’ took about 20 days from the estimated onset of sprouting to grow 2 mm long. We question whether this period is always similar and thus whether the moment sprouts 2 mm long have formed is a good criterion for the end of dormancy.     

Tuberization in potato at high temperatures: Responses to exogenous gibberellin,cytokinin and ethylene

Summary In potato (Solanum tuberosum L., cv. Sebago), benzyladenine (BA) promoted tuberization at high day/night temperatures (32°/18°C), while gibberrellic acid (GA) and chlorethylphosphonic acid (CEPA) reduced tuberization at low day/night temperatures (22°/18°C). These results are consistent with the hypothesis that temperature exerts its influence on tuber formation by altering the balance between endogenous gibberellins, cytokinins and inhibitors, but not ethylene.     

Relation between growth conditions and dormancy of seed potatoes. 3. Effects of light

Summary The effects on the dormancy of progeny tubers of the timing and level of shading during plant growth were investigated in three field experiments. The tubers were harvested while immature. Shading (50–75%) the crop shortly before haulm pulling shortened dormancy by 5–7 days in two experiments. However, dormancy was hardly affected by 50% shading in one experiment, carried out in a sunny dry period. The effects of the photoperiod during tuber bulking on dormancy were studied in two indoor experiments. Plants were grown at 18/12°C (day 12h/night) and a 12 h photoperiod. Shortly after tuber initiation, the photoperiod was extended to 18 h for 4–6 weeks by photosynthetically inactive incandescent light, or kept at 12 h. The effects of the photoperiod on dormancy were up to 9 days, but differed between the cultivars and experiments. Generally, the effects on tuber dormancy of differences in growth conditions, as reported in this series of papers, were limited.     

Shortening dormancy of seed potatoes by a haulm application of gibberellic acid and storage temperature regimes

In three experiments with cvs Diamant (short dormancy) and Désirée (long dormancy), the effect of a haulm application of gibberellic acid (GA) on the dormancy of seed potatoes harvested immature was investigated. Several storage temperature regimes were imposed to examine the interaction between GA and storage temperature. The storage regimes included 18 and 28 C continuously, hot pre-treatments of different duration (different periods at 28 C and subsequently 18 C) and a cold pre-treatment (20 days at 2 C and subsequently 18 C). A foliar spray of 375–750 g GA/ha 3–6 days before haulm killing shortened dormancy, and minimally induced sprouting before harvest. The magnitude of the GA effect depended on the cultivar and storage temperature regime. Compared to untreated tubers stored at 18 C, dormancy was shortened by about 40 days by a GA application and storage at 18 C (Diamant) or by about 90 days by a GA application and storage at 28 C (Désirée).     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 4. Influence of storage period and storage temperature on growth and yield in the field

Summary The influence of storage period and temperature on growth and yield was investigated for 3 years in a field study with cvs. Jaerla and Désirée, stored at 4°C or 12°C, in darkness, as a part of a combined study on the effect of physiological age on growth vigour. The seed of cv. Jaerla proved to age more rapidly than that of cv. Désirée: ‘little potato’ occurred in Jaerla, but in Désirée only when seed had been stored at 12°C and planted late. The 4°C treatments emerged more rapidly, produced more stems per plant and the onset of senescence was earlier than the 12°C treatments. There was no difference in time of tuber initiation between the two treatments. There were usually more tubers per stem in the 12°C treatments. Final tuber yield of Jaerla 12°C was lower than that of Jaerla 4°C, but the difference was only statistically significant at early harvest. There was no difference in yield between Désirée 4°C and 12°C, except for the 2nd planting time in 1981, when the 12°C treatment yielded significantly less.

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Zusammenfassung In einer Feldstudie mit den Sorten Jaerla und Désirée wurde der Einfluss von Lagertemperatur und-periode in der Periode 1979–81 untersucht, bei Lagerung im Dunkeln bei 4°C oder 12°C, als Teil einer kombinierten Studie über die Auswirkung des physiologischen Alters auf die Wachstumsintensit?t der Pflanzknollen. 1979 wurden die Pflanzkollen einige Zeit vor Pflanzung entkeimt und anschliessend vorgekeimt. 1980 und 1981 dagegen wurden die Knollen unmittelbar vor der Pflanzung entkeimt. Die 12°C-Behandlungen liefen langsamer auf als bei 4°C gelagerte Pflanzknollen (Tabelle 1). Jaerla zeigte bei 12°C unvollst?ndigen Auflauf wegen der Bildung von Kn?llchen. Im Gegensatz zu den 4°C-Behandlungen liefen die Knollen bei 12°C unregelm?ssig auf. Bei den Behandlungen mit Désirée ergaben sich keine Unterschiede bei der Zeit der Knollen-Initiierung. Wegen des Auftretens von Kn?llchen konnte bei Jaerla kein zuverl?ssiger Vergleich gemacht werden. Das initiale Blattwachstum war bei den 4°C-Behandlungen schneller. Es ergaben sich bei den Behandlungen mit Désirée fast keine Unterschiede bei der lateralen Triebentwicklung oberhalb der ersten Blüte (Abb. 1). Es ergab sich eine unterschiedliche Rate bei der Seneszenz mit einem langsameren Rückgang der Bodenbedeckung bei den 12°C-Behandlungen (Tabelle 2). Bei beiden Sorten ergab junges Pflanzgut mehr Triebe pro Pflanze als ?lteres (Tabelle 3). Bei Désirée ergaben sich bei 12°C mehr Knollen pro Trieb als bei 4°C. Dennoch zeigte sich kein durchgehender Trend bei der Knollenzahl je Pflanze (Tabelle 4). In allen drei Jahren zeigte der Knollenertrag ein ?hnliches Muster (Tabelle 5). 1979 und 1980 waren die ‘sp?teren’ Knollenertr?ge von Jaerla bei 12°C niedriger als bei 4°C, aber der Unterschied war nur signifikant bei der früheren Ernte. 1979 und 1980 gab es keinen signifikanten Unterschied in dem Ertrag zwischen den zwei Behandlungen von Désirée. 1981 war kein Unterschied beim ‘sp?teren’ Ertrag zwischen den Temperatur-Behandlungen für das erste Pflanzdatum, der Ertrag von Désirée bei 12°C, bei Pflanzzeit II gepflanzt, war signifikant niedriger als bei 4°C.

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Résumé L'influence de la température et de la durée de conservation sur la croissance et le rendement sont évalués de 1979 à 1981 dans un champ d'essais avec les variétés Jaerla et Désirée, conservées à 4°C et 12°C, à l'obscurité, dans une étude concertée ayant pour objectif de mettre en évidence l'effet de l'age physiologique sur la vigueur du plant. En 1979, le plant était égermé quelque temps avant la plantation et remis en prégermination; en 1980 et 1981, il était égermé juste avant la plantation. Les plants traités à 12°C lèvent plus lentement que ceux conservés à 4°C (tableau 1). Jaerla à 12°C présente une levée incomplète résultant d'un boulage. A l'inverse du traitement à 4°C, le traitement à 12°C donne une levée irrégulière. Il n'y a pas de différence dans le temps d'initiation des tubercules de Désirée pour les deux traitements. Dans la mesure où Jaerla produit du boulage, il ne peut être établi de comparaison dans ce domaine. La croissance initiale du feuillage est plus rapide avec la conservation à 4°C. Il n'y a pratiquement pas de différence entre les deux traitements de Désirée pour le développement des pousses latérales au-dessus de la hampe florale (figure 1). On observe une différence au niveau de la senescence avec une plus lente déclinaison dans la couverture du sol pour le traitement à 12°C (tableau 2). Dans les deux variétés, le plant jeune produit plus de tiges par plante que le vieux plant (tableau 3). Il y a plus de tubercules par tige pour Désirée à 12°C qu'à 4°C, sans pour cela montrer une tendance logique à plus de tubercules par plante (tableau 4). Le rendement en tubercules montre un modèle identique pour les trois années (tableau 5). En 1979 et 1980, le rendement final en tubercules de la variété Jaerla conservée à 12°C est plus faible que celui de cette variété conservée à 4°C, mais la différence n'est significative que pour la récolte précoce. En 1979 et 1980, il n'y a pas de différence significative dans le rendement des deux traitements de Désirée. En 1981, il n'y a pas de différence dans le rendement final entre les deux températures de conservation pour la première date de plantation mais le rendement de Désirée conservée à 12°C et plantée à la deuxième date est significativement plus faible que celui obtenu avec du plant conservé à 4°C.

     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. I. Influence of storage period and temperature on sprouting characteristics

Summary The influence of storage temperature and storage period on sprouting capacity and incubation period has been studied for 3 years with cvs. Jaerla and Désirée, stored at 4°C and 12°C, as a part of a combined study on the effect of physiological age on growth vigour. During storage the sprouting capacity gradually increased to a maximum and then declined. The maximum sprouting capacity was reached about 80 to 100 days earlier when tubers were stored at 12°C than at 4°C, and it was reached about 50 days earlier by cv. Jaerla than by cv. Désirée at both storage temperatures. The incubation period deereased linearly with time for both cultivars at both storage temperatures, being most rapid at 12°C, and the period was shorter for cv. Jacrla than for cv. Désirée during the whole storage period.

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Zusammenfassung In der allgemeinen Einführung wird das Ziel der gemeinsamen Forschung, den Einfluss des physiologischen Alters auf die Wachstumintensit?t zu untersuchen, beschrieben, und es werden spezielle Ausdrücke definiert, die in dieser und in den folgenden Mitteilungen verwendet werden. In dieser gemeinsamen dreij?hrigen Untersuchung (1979–1981) sind Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée aus gleicher Herkunft verwendet worden, die bei 4°C und 12°C gelagert wurden (Tab. 1). Es wird der Einfluss der Lagerzeit und der Temperatur auf das Keimgewicht diskutiert, auf den Gewichtsverlust durch Atmung und Verdunstung und auf die Keimungskapazit?t. die Keiml?nge und auf die Inkubationsperiode. Bei einer Lagertemperatur von 12°C wurden das Keimgewicht pro Knolle und der durch Atmung und Verdunstung bedingte Gewichtsverlust der Knollen und Keime kr?ftig stimuliert (Tab. 2). Bei beiden Sorten wurde w?hrend der Lagerung bei 12°C eine exponentielle Beziehung zwischen dem Keimgewicht und dem Gewichtsverlust durch Atmung und Verdunstung gefunden. wobei die Sorte Jaerla einen h?heren Gewichtverlust pro Keim aufwies (Abb. 1). Die bei 12°C gelagerten Knollen der Sorte Jaerla keimten früher als diejenigen der Sorte Désirée und erreichten eine h?heres durchschnittliches Keimgewicht. Die Keimungskapazit?t und die Inkubationsperiode wurden w?hrend der Lagerung in Abst?nden durch Entkeimen der Knollen und Wiederaustreiben lassen bei 18°C bestimmt. Die Keimungskapazit?t wurde nach 4 Wochen bestimmt an Hand des Keimfrischgewichtes pro Knolle, ausserdem wurde die L?nge des l?ngsten Keimes bestimmt. Die Inkubationsperiode wurde definiert als der Zeitraum zwischen der Keimung und der Bildung kleiner Knollen an den Keimen. Die Keimungskapazit?t erreichte w?hrend der Lagerung ein Maximum, um danach abzufallen (Abb. 2). Dieses Maximum wurde etwa 80 bis 100 Tage früher erreicht, wenn die Knollen bei 12°C gelagert wurden. Bei beiden Lagertemperaturen war die maximale Keimungskapazit?t bei der Sorte Jacrla etwa 50 Tage früher erreicht als bei der Sorte Désiréc. Die maximale L?nge des l?ngsten Keimes korrespondiert in nahezu allen F?llen mit der maximalen Keimunskapazit?t, wobei zwischen beiden Merkmalen cine gute bis sehr gute lineare Beziehung besteht (Tab. 3). Bei beiden Sorten und beiden Lagertemperaturen verringerte sich die Inkubationsperiode linear mit der Zeit, und zwar am schnellsten bei der h?chsten Lagertemperatur. Die Inkubationsperiode der Sorte Jaerla war in allen F?llen kürzer als diejenige der Sorte Désirée (Abb. 3). Wenn das Maximum der Keimkapazit?t überschritten wird, besteht bei beiden Sorten und bei beiden Temperaturen, 4°C und 12°C, eine postive lineare Bezichung zwischen dem Abfallen der Keimungskapazit?t und der Verringerung der Inkubationsperiode (Tab. 4).

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Résumé Dans l'introduction générale l'objectif des recherches concertées concernant l'influence de l'age physiologique sur la vigucur de croissance est décrit et plusieurs termes employés ici et dans plusieurs articles antérieurs sont définis. Les études ont été réalisées durant trois ans (1979–1981) avec des plants des variétés Jaerla et Désirée de même origine conservés à 4°C et 12°C (tableau 1). L'influence de la durée et de la température de conservation sur le poids de germes, les pertes de poids par évapotranspiration, la capacité germinative, la longueur des germes et la période d'incubation est discutée. Le poids de germes par tubercule, les pertes de poids dues à l'évapotranspiration et la germination sont fortement stimulés à 12°C (tableau 2). Il existe une relation exponentielle entre le poids de germes et les pertes de poids des tubercules dues à l'evapo-transpiration pour les deux variétés convervées à 12°C, avec toutefois une perte plus élevée par poids de germes pour la variété Jaerla (figure 1). Les tubercules de cette dernière conservés à 12°C germent plus rapidement que ceux de Désirée et ont un poids moyen de germes plus élevé. La capacité germinative et la période d'incubation sont déterminés à intervalles réguliers durant la conservation par égermage des tubercules suivi d'une germination à 18°C. La capacité germinative est déterminée après quatre semaines par la mesure du poids frais des germes par tubercule et la longueur du plus long germe. La période d'incubation est définie comme étant le temps s'écoulant entre le début de la germination et la formation de petits tubercules sur les germes. La capacité germinative durant la conservation augmente dans le temps puis décline (figure 2). Le maximum est d'environ 80 à 100 jours plus précoce lorsque les tubercules sont conservés à 12°C. Pour les deux températures de conservation, la capacité germinative maximum est pour Jaerla approximativement de 50 jours plus précoce que pour Désiréc. La longueur maximum du plus long germe correspond dans preque tous les cas au maximum de capacité germinative avec une haute ou très hute corrélation (tableau 3). La période d'incubation diminue linéairement avec le temps pour les deux variétés et les deux températures de conservation, bien que plus rapidement pour la température la plus élevée. La période d'incubation de la variété Jaerla est dans tous les cas plus courte que celle de Désirée (figure 3). Lorsque la capacité germinative maximum est passée, il existe une elation linéaire positive entre la diminution de celle-ci et la diminution de la période d'incubation au sein de la même variété pour 4°C et 12°C (tableau 4).

     

Advancing growth vigor of seed potatoes by a haulm application of gibberellic acid and storage temperature regimes

Seed tubers that are planted soon after their harvest give low yields because of dormancy and low growth vigor. In the research reported in this paper, we investigated the advancing effect of a haulm application of gibberellic acid (750 g GA/ha) 6 days before haulm pulling and its interaction with storage temperature regimes on the growth vigor of immaturely harvested seed tubers of three cultivars. The effects on tuber yield were also examined in one experiment. The storage regimes were: 18 C continuously, hot pre-treatments of different duration (different periods at 28 C and subsequently 18 C) and a cold pre-treatment (20 days at 2 C and subsequently 18 C). Both a foliar spray with GA and storage at 28 C enhanced physiological aging of the tubers and greatly advanced the growth vigor, without negative effects on the morphology of the plants. There was a clear interaction between the GA treatment and the storage temperature regime. At early planting, the effect of the treatments on tuber yield were small for Diamant (short dormancy), but strongly positive for Désirée and Draga (long dormancy).     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 2. Influence of storage period and storage temperature on dry matter content and peroxidase activity of sprouts

Summary Tubers of potato cultivars Jaerla and Désirée were harvested in three successive years and the relationship between dry matter content and peroxidase activity of the sprouts and physiological ageing of the tubers during storage at 4 and 12°C was investigated. Dry matter content and peroxidase activity showed a good correlation with decreased sprouting capacity and incubation period.

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Zusammenfassung Es wird der Einfluss der physiologischen alters von Pflanzknollen auf den Trockenmasse-Gehalt und die Peroxydase-Aktivit?t der Keime diskutiert. In dieser kombinierten Studie über drei Vegetationsperiode (1979–1981) wurden Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée von gleicher Herkunft, gelagert bei 4°C und 12°C, verwendet. Zu aufeinanderfolgenden Anfangsdaten wurden Knollenproben entkeimt (erste Keime), anschliessend liess man die Knollen bei 18°C und für vier Wochen erneut Keime bilden (zweite Keime). Bei ersten wie zweiten Keimen gleichermassen war der Trockenmasse-Gehalt am Anfang (ca. 100 Tage Lagerung) hoch, ging dann auf ein Minimum zurück und stieg endlich erneut auf einen ziemlich hohen Grad w?hrend des Alterns (Abb. 1 und 2). Bei 12°C waren die ?nderungen im Trockenmasse-Gehalt der zweiten Keime deutlicher als bei 4°C, vor allem bei Désirée. Die Peroxydase-Aktivit?t wurde bei beiden Sorten in den ersten Keimen von Knollen, die bei 12°C gelagert waren, gemessen. Bei Jaerla ergab sich ein scharfer Anstieg der Peroxydase-Aktivit?t nach ca. 200 Tagen, bei Désirée nach ca. 250 Tagen (Abb. 3). Der Anstieg des Trockenmasse-Gehaltes von zweiten Keimen und der Anstieg der Peroxydase-Aktivit?t bei ersten Keimen steht in Beziehung zum Rückgang der Keimungskapazit?t und den Anstieg der Inkubationsperiode (Daten von Hartmans & van Loon, 1987), nachdem ein Maximum bei der Keimungskapazit?t durchgangen worden war (Tabelle 1 und 2). Deshalb k?nnen sowohl Trockenmasse-Gehalt wie auch Peroxydase-Aktivit?t der Keime wirkungsvolle Mittel zur Charakterisierung des physiologischen Alterns der Saatkartoffeln sein.

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Résumé L'influence de l'age physiologique du plant sur la teneur en matière sèche et sur l'activité péroxydasique des germes est discutée. Des études concertées sont réalisées pendant trois saisons (1979–1981) avec des plants des variétés Jaerla et Désirée de même origine et conservés à 4°C et 12°C. A des dates successives des échantillons de tubercules sont égermés (premiers germes), quis mis à prégermer à 18°C pendant quatre semaines (seconds germes). Dans les deux cas, premiers et seconds germes, la teneur en matière sèche des germes est élevée en début de conservation (100 jours), elle s'abaisse ensuite pour atteindre un minimum, augmente de nouveau et se maintient à un niveau relativement haut pendant la phase finale du vieillissement (figures 1 et 2). A 12°C les modifications de la teneur en matière sèche des seconds germes sont plus marquées qu'à 4°C, notamment pour la variété Désirée. L'activité de la péroxydase est mesurée pour les deux variétés dans les premiers germes des tubercules conservés à 12°C; elle augmente de fa?on importante après environ 200 jours pour Jaerla et après environ 250 jours pour Désirée (figure 3). L'augmentation de la matière sèche des seconds germes et de l'activité péroxydasique des premiers germes est en relation avec la diminution de la capacité germinative et la période d'incubation (selon Hartmans & van Loon, 1987) une fois passé le maximum de vigueur germinative (tableaux 1 et 2). Il est possible que la teneur en matière sèche et l'activité péroxydasique des germes puissent constituer un outil pour caractériser le vieillissement physiologique des tubercules de semence.

     

Inductive and noninductive conditions on in vitro tuberisation and microtuber dormancy in potato (Solanum tuberosum subspeciestuberosum and subspeciesandigena)

Summary The effect of growth conditions (medium and photoperiod) on in vitro tuberisation and microtuber dormancy of the cv. Désirée (Solanum tuberosum subspeciestuberosum) and Imilla Negra (Solanum tuberosum subspeciesandigena) was evaluated. The short photoperiod and presence of CCC in the medium reduced the dry matter of plants as well as the size of microtubers. The two cultivars showed a difference, in favour of Désirée, in the percentage of plants having more than one tuber and in the average time of sprouting after storage. The average time of sprouting was more rapidly obtained under long days and in a medium without CCC. The CCC and short days caused the same dormancy conditions and the same K⁺ quantity in the microtubers. The microtubers mineral composition is involved in the dormancy status.     

Effects of shoot,root and stolon temperature on the development of the potato (Solanum tuberosum L.) plant. III. Development of tubers

Summary The cultivars Bintje and Désirée were growth with their shoots, roots and stolons at different temperatures, to study the effects on tuber development. More tuber sites were initiated in ‘Bintje’ when the air, root or stolon temperature was increased but a combined increase of air and root temperature greatly reduced the number of sites. In contrast, each temperature increase reduced the number of tuber sites in ‘Désirée’ but an increase in temperature in one compartment usually increased the number of tubers set. The relative tuber set was enhanced by a combination of high stolon temperature and low root temperature. Especially an increase in air temperature reduced tuber yield and tuber dry-matter content, but increasing stolon temperature had the largest effects on the induction of second growth. Stolon and tuber development, dry-matter partitioning and initiation of second growth responded differently to variation in temperature around different plant parts suggesting that these processes are affected by different regulation mechanisms.     

Tuberization in potato at high temperatures: response of physiologically young plants to disbudding and growth inhibitors

Summary In physiologically young plants (Solanum tuberosum L., cv. Sebago), abscisic acid (ABA) and chlorethyltrimethylammonium chloride (CCC) promoted tuberization at day/night temperatures of 32°/18°C, but not at 32°/28°C, in contrast to earlier experiments with physiologically old plants. Disbudding promoted tuberization at both temperatures. These results suggest that physiologically young plants have a greater capacity for increased gibberelling synthesis in the buds at high temperatures.     

A plant growth promoting rhizobacterium and temperature effects on performance of 18 clones of potato

A survey of genotypic responses to beneficial bacterium (Pseudomonas sp. strain PsJN) was conductedin vitro andex vitro, under two temperature conditions, using eighteen clones of potato of different heat stress tolerance: temperate adapted cultivars Kennebec and Russet Burbank; heat tolerant DTO-2, DTO-28, DTO-33, LT-1, LT-2, LT-5, LT-6, LT-7, LT-8, LT-9, Y84-02, NDD277-2, Désirée, and Maine-47; and heat sensitive abscissic acid (ABA)-deficient mutants 11401-01 and 9120-05. Nodal explants taken from 6-week-old bacterized and non-bacterized control plantlets were culturedin vitro on a hormone-free potato nodal cutting medium, and placed at either 20/15 C or 33/25 C day/night temperature, 12h photoperiod and 250 µE m^?2 s^?1 mixture of fluorescent and incandescent light, for six weeks. The tuberization response was studiedex vitro after two weeks acclimation of 2-week old plantlets at 33/25C. The acclimated plantlets were transplanted to 3L plastic nursery pots containing peat-based Pro-Mix growing medium and placed in growth chambers at either 20/15 or 33/25 C day/night temperature, 12 h photoperiod, 475 μE m^?2 s^?1 light and ≈80% RH, for 12 weeks. Compared to the non-bacterized controls, bacterization significantly increased stem length of 12, shoot biomass of 9, and root biomass of 2 clones at 20/15C; and stem length of 14, shoot biomass of 15, and root biomass of 13 clones at 33/25C. High temperature increased length of internodes and had either no effect or slightly decreased node number. Temperature increase had the most dramatic effect on root development. An average shoot to root ratio decreased from 3.7 at 20/15 C to 1.7 at 33/25 C for non-bacterized plantlets and, respectively, from 4.3 to 1.5 for bacterized. The beneficial effect of bacterization on root biomass was the most pronounced in LT-1 and Maine-47 at 20/15 C and LT-8, Maine 47, DTO-2, Kennebec, NDD277-2 and 11401-01 at 33/25C. The temperature elevation did not significantly affect root biomass of LT-6, DTO-28 and Désirée. Temperature stress caused severe reduction in tuber number and tuber fresh weight. ABA-deficient mutants did not produce any tubers and LT-8, LT-9, Y84-027 and DTO-28 tuberized very poorly at 33/25C. DTO-33, Désirée, LT-1 and Kennebec gave the highest number of tubers per pot and Kennebec, LT-1, Désirée and LT-7 the highest yields at this temperature. There was no significant effect of bacterization on tuberization at 20/15 C but at 33/25 C bacterization significantly enhanced tuber number and weight in LT-7 and reduced tuber weight in DTO-2. Although there was no clear link between thein vitro response of particular clones to bacterization and their heat stress tolerance, improvement ofex vitro performance of heat tolerant LT-7 indicates that rhizosphere bacteria may play a role in clonal adaptation of potato to heat stress.     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 3. Effect on plant growth under controlled conditions

Summary Experiments were carried out to characterize growth vigour of lots of seed potatoes of different age. The influence on plant growth under controlled conditions of the physiological age of seed tubers stored at 4°C or 12°C in darkness, was studied in three experiments with cultivars Jaerla and Désirée, as part of a combined study on the effect of physiological age on growth vigour. Seed tubers of the same lots were desprouted, allowed to resprout for a week and then planted in growth rooms under controlled conditions and harvested two months after planting. This procedure was repeated on several dates, i.e. after increasingly long storage periods. With young seed tubers, plants developed slowly and remained small. At later plantings there was more foliage growth but after prolonged storage (i.e. when the seed tubers were old) little or no foliage developed, but often ‘little potato’ tubers were formed. However, Désirée seed stored at 4°C formed plants even after more than a year. The higher storage temperature generally hastened the physiological ageing of seed tubers. The effects of storage duration and temperature on various growth characteristics of both cultivars are described.

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Zusammenfassung In drei Versuchen wurde der Einfluss des physiologischen Alters von Pflanzkartoffeln auf das Pflanzenwachstum unter kontrollierten Bedingungen untersucht — als Teil einer kombinierten Studie über den Einfluss des physiologischen Alters auf die Wachstumsintensit?t. Zweck der Untersuchungen war die Charakterisierung der Wachstumsintensit?t von Pflanzkartoffeleinheiten unterschiedlichen Alters. Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée wurden bei 4°C und 12°C im Dunkeln gelagert. Die Pflanzknollen wurden abgekeimt und eine Woche nach erneuter Keimung gepflanzt. Pflanzknollen der gleichen Einheiten wurden zu verschiedenen Terminen in Vegetationskammern unter gleichen kontrollierten Bedingungen w?hrend aufeinanderfolgender Wachstumsperioden gepflanzt. Die Pflanzen wurden zwei Monate nach der Pflanzung gerodet. Sowohl die Lagerperiode als auch die Lagertemperatur beeinflussten das nachfolgende Pflanzenwachstum. Bei jungen Pflanzknollen war der Auflauf (Abb. 1) ziemlich langsam. Dabei bildeten sich relativ kleine Pflanzen (Abb. 2). Nach l?ngerer Lagerung war der Auflauf rapider, es bildete sich mehr Blattfl?che. Zu den sp?testen Pflanzzeiten (alte Knollen) bildete sich kein oder fast kein Blattwerk, oft jedoch Kn?llchen (Tabelle 1). Triebl?nge (Abb. 2) und Zahl der Triebe (Abb. 3) stiegen mit l?nger werdender Lagerperiode, gingen jedoch bei ?lteren Pflanzknollen zurück. Blattfl?chenindex (Abb. 4) und Gesamt-Trockengewicht (Abb. 5) zeigten ebenfalls Optimumskurven mit zunehmenden Alter der Pflanzknollen. Die Lagerperiode beeinflusste die Verteilung der Trockenmasse; in viele F?llen ergaben sich maximales Trockengewicht der Bl?tter (Abb. 6) und der Triebe (Abb. 7) bei mittlerer Startzeit, danach ergab sich ein Rückgang. Die Trockengewichte der Knollen (Abb. 8) waren niedrig (bei nur zwei Monaten Wachstumszeit); Jaerla zeigte oft einen Anstieg bei sp?terer Pflanzung, bei Désirée folgte einem Anstieg ein gewisser Rückgang. Die beiden Sorten reagierten auf die Lagertemperatur unterschiedlich. Lagerung bei 12°C erh?hte bei Jaerla Auflauf und die Stengell?nge bei frühen Pflanzzeiten, Lagerung bei 4°C verz?gerte das Auftreten maximaler Werte bei Verschiedenen Wachstumsmerkmalen (Abb. 9) im Vergleich zu 12°C. ler Werte bei Verschiedenen Wachstumsmerkmalen (Abb. 9) im Vergleich zu 12°C. Lagerung bei 4°C senkte auch die Ersch?pfung der Pflanzknollen (demonstriert als ‘Nicht-Auflauf’ und als ‘Kn?llchen-Ph?nomen’), vor allem bei Désirée. Diese Sorte produzierte sogar nach mehr als einem Jahr Lagerung noch Pflanzen.

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Résumé L'influence de l'age physiologique des tubercules de semence sur la croissance de la plante en conditions contr?lées est étudiée durant trois années, dnas une expérimentation concertée ayant pour but de mettre en évidence l'effet de celui-ci sur la vigueur de croissance. L'objectif est de caractériser la vigueur de croissance de lots de plants de différents ages. Les tubercules de semence des variétés Jaerla et Désirée sont conservés à 4°C et 12°C, à l'obscurité. Ils sont égermés et plantés après une nouvelle mise en germination d'une semaine. Les tubercules d'un même lot sont plantés à plusieurs dates, en chambre de culture, dans les mêmes conditions contr?lées pendant des durées successives de croissance. Les plantes sont arrachées deux mois après plantation. La durée et la température de conservation affectent sensiblement la croissance des plantes. Avec du plant physiologiquement jeune (figure 1) la levée est plut?t lente et les plantes relativement petites (figure 2). Lorsque la durée de conservation est plus longue la levée est plus rapide et le feuillage plus abondant. Aux dates de plantation les plus tardives (vieux tubercules) les plantes développent peu ou pas de feuillage, mais souvent de petits tubercules se forment sur les pousses (tableau 1). La longueur des tiges (figure 2) et le nombre de tiges (figure 3) augmentent parallèlement à l'allongement de la durée de conservation, mais diminuent lorsque les tubercules sont très agés. L'index de surface foliaire (figure 4) et le poids sec total (figure 5) montrent aussi un optimum sur les courbes en fonction de l'age physiologique, du plant. La durée de conservation affecte la distribution de la matière sèche; dans de nombreux cas, le poids maximum de matière sèche des feuilles (figure, 6) et des tiges (figure 7) est trouvé pour un temps moyen de conservation, un temps plus long conduisant à une diminution du taux de matière sèche. Le poids sec des, tubercules (figure 8) est faible (la période de croissance n'est que de deux mois) mais souvent Jaerla montre une augmentation pour des dates de plantation plus tardives; chez Désirée, l'augmentation est suivie d'une nette diminution. Les deux variétés réagissent différemment vis-à-vis de la température de conservation. Aux dates précoces de plantation une conservation à 12°C présente une levée et une élongation des tiges plus rapide pour Jaerla, alors que la température de 4°C est plus favorable à Désirée. La conservation à 4°C retarde l'apparition des valeurs maximales de différentes caractéristiques liées à la croissance (figure 9) par rapport à la conservation à 12°C; elle retarde aussi l'épuisement des tubercules de semence (démontré par l'absence de levée et le phénomène de boulage) notamment chez Désirée qui peut souvent produire des plantes après une durée de conservation de plus d'un an.

     

Expression and activity of antioxidant enzymes during potato tuber dormancy

Summary The expression of antioxidant genes has been analyzed in a potato plant and during tuber dormancy. Manganese superoxide dismutase (MnSOD), cytosolic copper and zinc superoide dismutase (Cu/ZnSOD), catalase class II, cytosolic ascorbate peroxidase (APX) and glutathione peroxidase (GPX) are expressed at the RNA level in all the contexts analyzed. By contrast, the expression of the iron superoxide dismutase (FeSOD) and plastidic Cu/ZnSOD seems to be limited to green tissues, as shown by northern blots and native gels. A complex DAB-peroxidase isozyme pattern (using diaminobenzidine as substrate) has been observed in different developmental contexts analyzed, but hardly observed in tubers. During tuber dormancy, MnSOD and cytosolic Cu/ZnSOD activity was relatively constant in both Désirée and Bintje varieties while catalase activity decreases. Moreover, tuber dormancy breakage did not involve significant changes in the activity of these enzymes. On the basis of these results, the possible link between active oxygen species (AOS) metabolism and dormancy is discussed.     

Silencing of G1-1 and A2-1 genes. Effects on general plant phenotype and on tuber dormancy inSolanum tuberosum L.

Summary We have evaluated the effect that the, silencing of two genes specifically expressed in conditions of dormancy (A2-1) and sprouting (G1-1) had on tuber dormancy. For this purpose potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Désirée) were transformed with the antisense of the genes G1-1 and A2-1 under the control of constitutive 35S CaMV promoter. A first generation of transgenic plants was propagated from axenic stem cuttings and a second generation by tuber planting. The plants obtined were analyzed for the length of dormancy, plant morphology and agronomic characteristics. Statistical analysis of dormancy in lines obtained from the original transformants for the antisense of G1-1 gene showed a significant increase in length as compared with different types of control plants, with few effects on plant vegetative habit and tuber production. In contrast, results obtained on A2-1 antisense transformed plants did not reveal any significant change on the length of dormancy. Here we report small-scale field trials performed with the aim to select and regenerate commercially exploitable potato plants with a stable transgene-dependent phenotype, affecting the length of dormancy.     

Effect of physiological age on growth vigour of seed potatoes of two cultivars. 5. Review of literature and integration of some experimental results

Summary The most important literature on physiological age is discussed and an attempt is made to describe the relationship between the chronological age and growth vigour of seed of cvs. Jaerla and Désirée produced in three seasons and stored at 4 or 12°C in darkness. The seed of both cultivars reaches maximum growth vigour earlier when stored at 12°C, although this effect is greater in Jaerla than in Désirée. In both cultivars, storage at 12°C gives a lower maximum growth vigour and a shorter duration than storage at 4°C. Sprouting capacity seems to be the best measure of growth vigour, although peroxidase activity could also be a measure of growth vigour beyond its maximum. The incubation period might be useful to indicate the beginning and end of the phase of maximum growth vigour.

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Zusammenfassung Nach Durchsicht der wichtigsten Literatur über das physiologische Alter von Kartoffeln wird der Versuch gemacht, Ergebnisse über Untersuchungen an Pflanzknollen der Sorten Jaerla und Désirée in drei Wachstumsperioden sowie bei 4°C und 12°C zu integrieren (Hartmans & van Loon, 1987; van Es & Hartmans, 1987: Bodlaender & Marinus, 1987: van Loon, 1987). Zuerst werden die Zusammenh?nge zwischen dem chronoligischen Pflanzgutalter und den Pflanzen- bzw. Knollenwachstums-Merkmalen verglichen. Wichtige Elemente für die Beschreibung der Zusammenh?ngen zwischen Pflanzgutalter und Wachstumsintensit?t sind (1) das Ende der Ruheperiode. (2) der Anfang und das Ende des Maximums von einigen Knollen- und Pflanzenwachstums-Charakteristika (Tabelle 1), (3) die Zusammenh?nge zwischen dem Pflanzgutalter (Lagerungstage) und Keimungskapazit?t, Auflauf, Triebl?nge. Zahl der Triebe, Blattfl?chen-Index und gesamtem Pflanzegewicht rund 60 Tage nach Pflanzung (Hartmans & van Loon, 1987; Bodlaender & Marinus, 1987) und (4) die Zahl der Lagerungstage, bis einige oder alle gepflanzten Saatknollen ersch?pft sind (Tabelle 1). Aufgrund dieser Elemente wurde ein m?gliches Modell für den Zusammenhang zwischen Pflanzgutalter und relativer Wachstumsintensit?t (RGV) entwickelt (Abb. 2). Abbildung 2 zeigt klar, dass h?here Lagertemperatur (12°C) das Altern der Knollen beider Sorten underschiedlich beschleunigt. Dafür wurde des Ausdruck ‘physiologisches Alter’ übernommen. H?here Lagertemperatur f?rdert die maximale RGV für Saatknollen beider Sorten, obwohl Jaerla betr?chtlich st?rker als Désirée reagiert. Obwohl Désiréc ihre maximale RGV bei 12°C früher erreicht als bei 4°C, ist der RGV bei 4 °C-Lagerung im gleichen Moment h?her als der von Knollen, die bei 12°C gelagert werden. Desweiterent ist von Interesse, dass die maximale RGV bei beiden Sorten durch die h?here Temperatur gesenkt wird, und dass h?here Temperature die L?nge der Periode mit maximaler RGV verkürzt. Keimungskapazit?t und Inkubationsperiode zeigten im Ganzen die h?chsten Korrelationen mit der Wachstumsintensit?t (GV). w?hrend die Peroxydase-Aktivit?t auch dann gut korrelierte, nachdem die GV sich von ihrem Maximum entfernt hatte (Tabellen 4–6). Man kann annehmen, dass diese Studie die Keimungskapazit?t als bestes Mass zur Bestimmung der GV darstellt. Die Inkubationsperiode erscheint als brauchbare Methode zur Bestimmung des Anfangs und des Endes der Periode mit maximaler GV (Tabelle 7), welehe ein wichtiges Charakteristikum jeder Sorte ist. Der Einfluss des physiologischen Alters der Saatknollen auf den sp?teren Knollenertrag scheint oft gering zu sein. Den Ergebnissen dieser Studie und der Literatur zufolge wird angenommen, dass Pflanzgut mit ‘unterschiedlichem’ physiologischem Alter in Wirklichkeit noch an oder nahe an der maximalen GV ist: das war mit Pflanzgut von Désirée in unseren Versuchen der Fall. Zus?tzlich kann mit Madec (1981) angenommen werden, dass im zweiten Teil des Wachstumszyklus andere ertragsbestimmende Faktoren oft über die GV des Pflanzgutes dominieren.

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Résumé Après avoir passé en revue les plus importants articles de la littérature concernant l'age physiologique des tubercules, une tentative est faite pour intégrer les résultats des études sur les tubercules de semence de deux variétés, Jaerla et Désirée, produites pendant trois saisons et conservées à 4°C et 12°C (Hartmans & van Loon, 1987; van Es & Hartmans, 1987: Bodlaender & Marinus, 1987; van Loon, 1987). Premièrement, les relations entre l'age chronologique du plant et les caractéristiques se rapportant au développement du tubercule et de la plante sont comparées. Les éléments importants pour décrire les relations entre l'age du plant et la vigueur de croissance sont (1) la fin de la période de repos végétatif (2) le début et la fin du maximum atteints par quel-ques caractéristiques de croissance du tubercule et de la plante (tableau 1), (3) les relations entre l'age du plant (jours de conservation) et la capacité germinative, la levée, la longueur des tiges, le nombre de tiges, l'index de surface foliaire et le poids sec total de la plante environ 60 jours après la plantation (Hartmans & van Loon, 1987; Bodlaender & Marinus, 1987) et (4) le nombre de jours de conservation jusqu'à ce que quelques ou tous les tubercules plantés soient épuisés (tableau 1). Sur la base de ces éléments un modèle possible pour établir une relation entre l'age du plant et la vigueur de croissance relative (RGV) peut être établie (figure 2). La figure 2 montre clairement qu'une température de conservation élevée (12°C) accélère différemment le vieillissement des tubercules de semence de deux variétés. Par conséquent, le terme ‘age physiologique’ est adopté. Les plus hautes températures de conservation avancent la vigueur de croissance relative pour les deux variétés, bien que Jaerla réagisse considérablement plus fortement que Désirée et que celle-ci conservée à 12°C atteigne son maximum plus rapidement qu'à 4°C, la RGV du plant conservé à 4°C est à ce moment plus élevéc que celle du plant maintenu à 12°C. De plus, il est intéressant de noter que pour les deux variétés une température de conservation plus haute diminue la RGV maximum et raccoureit sa durée. La capacité germinative et la période d'incubation ont montré les corrélations les plus élevées avec la vigueur de croissance, tandis que l'activité péroxydasique présente une bonne corrélation avec la vigueur de croissance passé le maximum (tableux 4–6). On en conclut que cette étude fait appara?tre la capacité germinative comme la meilleure mesure pour déterminer la vigueur de croissance. La durée d'incubation constitue une méthode utile pour évaluer le début et la fin de la phase avec le maximum de la vigueur de croissance: ce dermier étant une caractéristique importante de chaque variété. Il semble que l'effet de l'age physiologique des tubercules de semence sur le rendement final en tubercules est souvent faible. Sur la base des résultats de ces essais et de la littérature on peut supposer que les plants d'ages physiologiques différents sont en réalité souvent au maximum ou près du maximum de la vigueur de croissance; cela est le cas du plant de la variété Désirée dans nos expériences. De plus on peut supposer, comme Madec (1981), que dans la seconde partie du cycle végétatif d'autres facteurs déterminant le rendement prédominent souvent sur la vigueur de croissance du plant.

     

Growth and yield studies of potato development in a semi-arid region. 2. Effect of water stress and amounts of nitrogen top dressing on growth of several cultivars

Summary Five potato cultivars were subjected to water deficits as well as to excess water and to corresponding amounts of nitrogen top dressing (N.t.) applied in the irrigation water. The rates of growth in response to water-N. t. were highest for all cultivars whenK _p=1.06 (pan evaporation coefficient) and N.t=173 kg/ha. In the drier treatments (0.87>K _p>0.14 and 127>N.t.>12 kg/ha) and in the wetter treatment (K _p=1.27; N.t.=201 kg/ha), the growth rates decreased. The cultivars differed in their haulm size, especially atK _p=1.0, N.t.=173 kg/ha. At 70 days after planting cv. Cardinal had about half the haulm weight of cv. Désirée. Nevertheless, both cultivars exhibited similar bulking rates. On the other hand, cv. Spunta, which had high bulking rates at the earlier stage of growth, had a marked advantage in yield production in the drier treatments (K _p=0.29−0.14; N.t.=44−12 kg/ha). The maximum leaf area indices (LAI) were obtained atK _p=1.06, N.t.=173 kg/ha and were similar for all cultivars. LAI and leaf area duration (LAD) decreased with increasing water stress. In Cardinal, Désirée, Spunta and cv. Up-to-Date there was a common linear function relating to tuber weigth and to LAD; in cv. Alpha, this function had lower values of tuber weight. Contribution from the Agricultural Research Organization, The Volcani Center, Bet Dagan, Israel. No. 840-E, 1983 Series.     

Field trials of foliar sprays of 3,5-dichlorophenoxyacetic acid (3,5-D) against common scab on potatoes

Summary Foliar sprays of 3,5-dichlorophenoxyacetic acid (3,5-D) in June or early July decreased the incidence of common scab by about 30% in four field trials on cv. Maris Piper and cv. Désirée; however, significant decreases in yield and in mean tuber weight were also common. The effects of 3,5-D on potatoes resembled those of the growth retardant daminozide in some ways, but 3,5-D was not persistent enough to have a useful effect on scab in the field.     

Sprouting of seed tubers during cold storage and its influence on tuber formation, flowering and the duration of the life cycle in a diploid population of potato

Summary The influence of a short tuber dormancy and the subsequent sprout growth of the seed tubers during storage at 4 °C on the processes related to plant development and tuber formation was investigated in a diploid population with 238 genotypes, its crossing parents and seven tetraploid varieties. Sprout growth during storage at 4 °C was positively correlated to the duration of the dormancy period at 18–22 °C, the low temperature prolonging the dormancy period. Results show that the duration of the dormancy period and the sprouting of seed tubers during storage at low temperature did not have a determinant influence on plant development, tuber formation or the duration of the plant cycle in this large and highly diverse population of potato.