NL1005881C2 - Werkwijze ter verbetering van de bloemvorming bij een knoflookplant (Allium sativum L.). - Google Patents

Description

WERKWIJZE TER VERBETERING VAN DE BLOEMVORMING BIJ EEN KNOFLOOKPLANT (ALLIUM SATIVUM L.)

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter 5 verbetering van de bloemvorming bij een knoflookplant (Allium sativum L.1, dat wil zeggen op het bewerkstelligen van een normale bloemontwikkeling bij knoflook. Deze verbeterde bloemvorming overeenkomstig de uitvinding maakt het thans mogelijk knoflook middels geslachtelijke 10 kruisingen te veredelen en op commerciële schaal te vermeerderen via zaad.

Knoflook is commercieel gezien een belangrijk gewas dat evenals ui, sjalot en prei behoort tot de Allium familie.

15 Zo werd in 1987 wereldwijd circa 2.662.000 ton knoflook geproduceerd, hetgeen correspondeert met een teeltoppervlak van ongeveer 421000 hectare. De commerciële knoflookteelt vindt plaats middels vegetatieve vermeerdering, waarbij als vermeerderingsmateriaal, ook voor consumptie geschikte, 20 "knoflookteentjes" worden gebruikt. Een in de praktijk aanvaardbare generatieve vermeerdering van knoflook is tot dusverre onmogelijk gebleken, daar dit gewas niet of nauwelijks bloemen en dus zaad vormt. Een knoflookplant ontwikkelt namelijk vegetatieve delen in de bloeiwijze, die 25 de ontwikkeling van bloemen sterk verhinderen. Deze vegetatieve delen kunnen worden beschouwd als kleine "knoflookteentjes" en worden ook wel "bulbillen" of "topsets" genoemd. Men is er dan ook tot op heden niet in geslaagd commerciële hoeveelheden knoflookzaad te winnen.

30

Vegetatieve vermeerdering van knoflook heeft belangrijke nadelen. De als vermeerderingsmateriaal dienende knoflook-teentjes zijn volumineus, hetgeen leidt tot hoge transportkosten, terwijl deze bovendien slecht houdbaar zijn.

35 Vegetatieve vermeerdering belemmert bovendien een adequate veredeling van het gewas. Bovendien is er de kans op 1005881 2 overdracht van virusziekten, nematoden en pathogene schimmels vanuit een moederplant.

Een werkwijze ter verbetering van de bloemvorming bij een 5 knoflookplant (Allium sativum L.)is als zodanig bekend. Bij de bekende werkwijze worden de eerdergenoemde bulbillen met de hand uit de bloeiwijze verwijderd, waardoor in de praktijk slechts een gering deel van de bloemen enige kans hebben zich redelijk te ontwikkelen. Na bestuiving van de 10 bloemen vindt in meer of mindere mate zaadzetting plaats. Een bezwaar van de bekende werkwijze is dat deze niet alleen arbeidsintensief is, doch dat de bloeiwijzen bovendien bij het verwijderen van de bulbillen beschadigd worden, waardoor de zaadzetting gering is. Zo worden in de 15 literatuur enkele voorbeelden genoemd. Etoh et al. (1988) verkregen 3000 zaden uit verscheidene planten van in totaal 16 verschillende klonen van knoflook. Hierbij werden gemiddeld circa 10 a 20 zaden per plant geproduceerd. M.R. Pooler en P.W. Simon (1994) waren in staat om vanuit 1950 20 bloeiwijzen van 11 verschillende knoflookklonen slechts 63 zaden te verkrijgen.

Het is het doel van de uitvinding een werkwijze ter verbetering van de bloemvorming bij een knoflookplant 25 (Allium sativum L.) te verschaffen, waarbij handmatige verwijdering van bulbillen achterwege blijft, doch waarbij zich toch bloemen in de bloeiwijze normaal ontwikkelen, waardoor gebruikelijke bestuiving door insekten kan plaatsvinden en derhalve een bevredigende zaadzetting kan 30 worden bewerkstelligd.

Hiertoe heeft een werkwijze van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding als bijzonderheid dat aan de plant een middel met een hormoon wordt toegediend. Het .100588 1 3 middel is bij voorkeur een oplossing van het hormoon in water. Het hormoon wordt in het bijzonder gekozen uit de groep van gibberellines. Bij voorkeur wordt het hormoon gevormd door het gibberellinezuur type GA3. Uit uitgebreid 5 onderzoek is Aanvraagster verrassenderwijs gebleken dat de vorming en ontwikkeling van de eerdergenoemde bulbillen in de bloeiwijzen van knoflook een gevolg is van een afwijkende hormoonhuishouding in de plant. Hierop is het inzicht ontstaan om door bijsturing van de hormoonbalans door 10 toediening van het middel met het hormoon, een verandering in de opbouw en de samenstelling van de bloeiwijze van de knoflookplant te bewerkstelligen. Aanvraagster heeft bij het bovengenoemde uitgebreide onderzoek de volgende basisprincipes gehanteerd: 15 om voor veredelings- en commerciële doeleinden voldoende zaad van knoflookplanten te telen, is het in ieder geval noodzakelijk om een normale bloeiwijze van de plant te verkrijgen, 20 een normale ontwikkeling van bloemen in de bloeiwijze van knoflookplanten kan alleen worden verkregen als de vorming van bulbillen in de bloeiwijze geheel, dan wel sterk wordt tegengegaan.

25

De uitvinding stelt in staat om commerciële hoeveelheden zaad te winnen en knoflookplanten aldus langs generatieve weg te vermeerderen. Zoals reeds eerder is gezegd, is het door generatieve vermeerdering volgens de uitvinding 30 mogelijk diverse gewenste eigenschappen van een andere knoflookplant in te kruisen, waarbij tevens de kans op overdracht van virusziekten, nematoden en pathogene schimmels vanuit een moederplant op het zaad wordt tegengegaan, dan wel sterk verminderd.

f Π Λ ... ~ iL ^ v C 3 1 4

Aanvraagster heeft proefondervindelijk vastgesteld dat er grote verschillen bestaan in bloemontwikkeling tussen wereldwijd verzamelde knoflookklonen. Als uitgangsmateriaal zijn alleen die genotypen gebruikt die, al dan niet 5 gedeeltelijk, in beginsel in staat waren bloemen te vormen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op het middel met het hormoon ter verbetering van de bloemvorming bij een knoflookplant (Allium sativum L.ï. Het middel is bij 10 voorkeur een oplossing van het hormoon in water. Zoals gezegd, is het hormoon daarbij in het bijzonder gekozen uit de groep van gibberellines, bij voorkeur gibberellinezuur type GA3, gibberelline type GA4 of gibberelline type GA7. Goede resultaten zijn eveneens verkregen met een mengsel 15 van gibberelline typen GA4 en GA7.

De uitvinding refereert tevens aan een knoflookplant (Allium sativum L.) als zodanig, voorzien van het daaraan toegediende middel met het hormoon ter verbetering van de 20 bloemvorming althans nagenoeg zonder bulbillen.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op plantendelen, waaronder plantencellen, bulbillen of knoflookteentjes, en zaden van de knoflookplant (Allium sativum L.) zoals 25 hierboven gedefinieerd.

Knoflook is tijdens onderzoeken van Aanvraagster met diverse plantenhormonen in diverse concentraties en op verschillende wijzen behandeld.

30

De gebruikte hormonen zijn: 1. IAA: Indolic Acetic Acid/Indol azijnzuur. 1 H indole- 3-acetic acid. CAS 87-51-4.

1005881 5 2. IBA: Indolic Butyric Acid/Indol boterzuur. 1 H indole- 3-butanoic acid. CAS 133-32-4.

3. GA3: Gibberelic Acid A3/Gibbereline A3; 2,4a,7-trihydroxy-1-methyl-8-methylenegibb-3-ene-1,10- 5 dicarboxylic acid 1, 4a-lactone; CAS 77-06-5 oftewel ^19^22^6 ·

Om de onderstaande beschrijving van de onderzoeken niet onnodig te compliceren, is daarbij gemakshalve uitgegaan 10 van gibberellinezuur type GA3. Uitdrukkelijk wordt opgemerkt dat ook andere gibberelline typen toepasbaar zijn, zoals GA4 (C19H:<05; CAS 468-44-0) en GA7 (C:3H2205; CAS 510-75-8).

15 De hormonen zijn op de volgende wijzen toegediend: a. Inspuiting van een oplossing in de bloeistengel juist onder de bloemknop: 20 Hierbij werden hormoonoplossingen gebruikt van lw/v % in water. Van de knoflook klonen zijn sommige planten op drie verschillende tijdstippen behandeld, terwijl andere planten van dezelfde kloon slechts op één tijdstip werden behandeld.

25 Per keer werden drie injecties gegeven. Ten tijde van de diverse behandelingen bevonden de planten zich in een stadium waarbij de bloemknoppen nog zaten opgesloten in de zogenoemde "snavelvormige" bloemschede.

30 b. Aangieten van een oplossing bij de voet van planten die in teeltaarde in potten zijn opgegroeid: Ï005Ö81 6

Per pot werd 100 ml van een hormoonoplossing door middel van aangieten toegediend. Iedere plant werd één maal behandeld.

5 c. Afsnijden van de bloemstengel van de plant en deze in een hormoon oplossing zetten:

Deze proef werd in twee varianten uitgevoerd. De eerste maal werden de bloemstengels na te zijn 10 afgesneden in 300 ml van een hormoonoplossing gezet gedurende vier dagen. Daarna werden ze over gezet op water. De tweede maal gebeurde dit voor slechts één dag, waarna de bloemstengels op water werden gezet.

15

Uit uitvoerig onderzoek van Aanvraagster is tevens verrassenderwijs gebleken dat de wijze van toediening van de hormonen aan de planten vrijwel geen invloed heeft op het resultaat. Blijkbaar vindt vanuit alle plantendelen 20 transport van de toegediende hormonen naar de bloeiwijze plaats. Dit onderzoek heeft bevestigd dat bloeiwijzen zich inderdaad normaal ontwikkelen als de vorming en ontwikkeling van de bulbillen in de bloeiwijze wordt tegengegaan.

25 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de hier onder besproken voorkeursvoorbeelden.

Voorbeeld 1. Het verkrijgen van uitgangsmateriaal.

30 Diverse klonen van knoflook worden vegetatief in stand gehouden. Uitplanten van knoflookteentjes (vegetatieve delen) vindt plaats in de maand oktober. Tot aan de wintermaanden vindt de vegetatieve groei van de planten plaats. Gedurende de winter, bij lage temperaturen, staat 1005881 7 de groei min of meer stil, en wordt de plant gevernali-seerd. Tijdens dit proces treedt bloeminductie in de plant op. In het volgende voorjaar gaat de groei verder en ontwikkelen de generatieve delen van de plant zich. Vanaf 5 de periode mei/juni ontstaan de bloeistengels, waarna de bloei plaats heeft vanaf juli.

Voorbeeld 2. De in het onderzoek gebruikte knoflookklonen. klonen.

10

Voor methode a (inspuiting in de bloemstengel) werden de volgende knoflook klonen gebruikt: W6171, W6172, W6173, W6174, W6175, W6176, W6177, W6178, W6179, W6180, W6181, W6182, W6183, W6184, W6185, W6186, W6187, W6188, W6189, 15 W6190, W6191, W6192.

Voor methode b (aangieten bij de voet van de plant) werden de volgende knoflook klonen gebruikt: W6178, W6180, W6186.

20 Voor methode c (afgesneden bloemstengel in bekerglas) werden de volgende knoflook klonen gebruikt: W6171, W6172, W6173, W6174, W6176, W6178, W6180, W6181, W6182, W6184, W6185, W6191.

25

Voorbeeld 3. Bereiding van de hormoonoplossingen.

Er werd bij dit onderzoek gebruik gemaakt van relatief hoge hormoon concentraties, waarbij de verwachting was dat 30 daardoor de invloed van de gebruikte hormonen op de bloemontwikkeling duidelijker naar voren zouden komen. In een opvolgend onderzoek zal dan exact worden bepaald wat de minimum concentratie moet zijn om nog een voldoende effect te verkrijgen. Uitgangspunt hierbij is dat ernaar moet 5 005o81 8 worden gestreefd de uiteindelijke concentratie van de te gebruiken hormonen zo laag mogelijk te houden, om eventuele onverwachte, nadelige neveneffecten van de hormonen zo beperkt mogelijk te houden.

5

In het onderzoek zijn oplossingen gebruikt van respectievelijk 0,5 en 1,0 gewichts-volume procent van de plantenhor-monen IAA,IBA en GA3, hetgeen overeenkomt met respectievelijk 0,5 en 1,0 gram per 100 ml water.

10

Voorbeeld 4. Het toedienen van de hormoonoplossingen. Methode a: 15 Bij deze methode werd van de hormonen een oplossing gebruikt van 1 w/v %. Van de behandelde knoflook klonen werden sommige planten op drie verschillende data behandeld, andere planten slechts op één van deze data. Per keer werden drie injecties gegeven, waarbij per injectie 20 ongeveer drie druppels (0,06 ml) van de hormoonoplossing in de stengel achterbleven. Gebleken is dat bij éénmaal toediening hetzelfde resultaat wordt verkregen als bij driemaal toediening. Blijkbaar is de concentratie van 1 w/v % dusdanig hoog dat het effect reeds na éénmalige toedie-25 ning wordt bereikt. De data van toediening waren: 20/6/96, 24/6/96 en 3/7/96. De hormonen IAA, IBA en GA3 werden gebruikt.

Methode b: 30 Het roedienen van 100 ml van een 0,5 w/v % oplossing werd uitgevoerd met alle drie hormoon typen. De oplossing werd op 20/6/96 aan de voet van de plant gegoten en in de grond rondom de wortels opgenomen. Op deze wijze werd getracht de wortels de mogelijkheid te bieden de hormonen op te ‘iÜ0öo:;i 9 nemen en te transporteren naar andere delen van de plant, waaronder de bloeiwijze. De hormonen IAA, IBA en GA3 werden gebruikt.

5 Methode c:

Bij deze methode werden de afgesneden bloemstengels gezet in 300 ml van een 0,5 w/v % hormoonoplossing. Dit gebeurde op 20/6/96 voor de eerste maal voor een periode van vier dagen en daarna op 3/7/96 met andere bloemstengels nogmaals 10 voor een periode van één dag. Na de respectievelijke behandelingen werden ze terug gezet op normaal water. Gebleken is ook hier dat de gebruikte concentratie hoog genoeg is om het effect reeds na één dag te bereiken. Het effect na vier dagen is namelijk identiek aan die na één 15 dag.

De gebruikte hormonen zijn IAA, IBA en GA3.

Voorbeeld 5. Beschrijving van de waarnemingen.

20 De beoordeling van de invloeden van de diverse hormonen en de methoden van toediening aan de knoflook planten werd uitgevoerd in de periode tussen 26/7/96 en 9/8/96. Het tijdstip was afhankelijk van het stadium waarin de bloeiwijze zich bevond.

25

Bestudering van de proefresultaten toont aan dat er een verband bestaat tussen vorming van bulbillen in de bloeiwijze en bloemontwikkeling in de bloeiwijze. Bij vermindering van het aantal bulbillen in de bloeiwijze 30 ontwikkelt de bloeiwijze zich normaler (lees: meer bloemen per bloeiwijze), doordat de bloemen niet worden verdrongen en zich volledig kunnen ontwikkelen.

‘500568 1 10

Voor analyse van de proefresultaten is de volgende beoordelingsschaal gebruikt, variërend van 0 tot 4.

De 5 klassen zijn als volgt omschreven: 5 0 Zeer sterke ontwikkeling van bulbillen in de bloeiwijze.

Geen normaal ontwikkelde bloemen in de bloeiwijze aanwezig.

1 Sterke ontwikkeling van bulbillen in de bloeiwijze.

10 Enkele (minder dan 10) normaal ontwikkelde bloemen in de bloeiwijze aanwezig.

2 Matige ontwikkeling van bulbillen in de bloeiwijze. Toename (tussen 10 en 50) van het aantal normaal 15 ontwikkelde bloemen in de bloeiwijze.

3 Sterke reductie van de ontwikkeling van bulbillen in de bloeiwijze. Sterke toename (tussen 50 en 100) van het aantal normaal ontwikkelde bloemen in de bloeiwijze.

20 4 Vrijwel geheel tot geheel achterwege blijven van bulbillen in de bloeiwijze. Groot tot zeer groot aantal (meer dan 100) normaal ontwikkelde bloemen in de bloeiwij ze.

Voorbeeld 6. Resultaten van de beoordeling volgens de in voorbeeld 5 beschreven schaal.

Resultaten volgens methode a.: __ METHODE A __ kloon nr onbeh. man. IAA__IBA GA3 W 6171__0__1__1__1__3 W 6172__1__3__1__0__4 W 6173 1 0 1 1 I 1 I 0 I 4 1 1 - 0 0 5 8 8 i 11 W 6174__1__2__1__O__2 W 6175__1__2__2__O__4 W 6176__1__2__O__O__4 W 6177__O__1__1__O__4 W 6178__1__3__1__O__4 W 6179__O__1__1__O__3 W 6180__0__2__1__0__2 W 6181__0__1__0__0__4 W 6182__0__1__0__0__2 W 6183__0__1__1__0__2 W 6184__0__2__1__0__3 W 6185__0__2__1__0__3 W 6186__0__2__1__0__3 W 6187__0__2__0__0__4 W 6188__0__2__1__0__2 W 6189__0__1__1__0__2 W 6190__0__2__1__0__4 W 6191__0__2__1__0__3 W 6192 0__2__1__0__3 onbeh. = onbehandeld man. = manueel

Resultaten volgens methode b.: METHODE B_____ kloon nr onbeh. man. IAA__IBA_ GA3 W 6178 1__3__1__1__3_ W 6180 0__2__1__1__3 W 6186 0__2__1__1__3_ onbeh. = onbehandeld man. = manueel d005ü8 1 12

Resultaten volgens methode c.: METHODE C_____ kloon nr onb. man. IAA IBA GA3 W 6171 0__1__:__-__3_ W 6172 1__3__:__-__3_ W 6173 0__1__-__-__3_ W 6174 1__2__-__:__2_ W 6176 1__2__-__1__-_ W 6178 1__3_____:__3_ W 6180 0__2__1__-__=_ W 6181 0__1__1__:__:_ W 6182 0__1__:__0____ W 6184 0__2__:__0__-_ W 6185 0__2__=__0__-_ W 6191 0__2_ 0 onb. = onbehandeld, man. = manueel 100588 1 13

Voorbeeld 7. De invloed van de hormonen IBA, IAA en 6A3 op de bloeiwijze van knoflook na toediening volgens methoden a,b, en c en het optreden van eventuele neveneffecten.

5 Methode a:

Een behandeling met IBA heeft geen enkele reductie van het aantal bulbillen in de bloeiwijzen tot gevolg. Vrijwel alle scores liggen gelijk aan die van de onbehandelde. Een opvallend neveneffect van IBA werd waargenomen: De 10 bulbillen in de bloeiwijze werden groter, kennelijk doordat als gevolg van de toediening van dit hormoon celstrekking is opgetreden. Behandeling met IBA is geen alternatief voor het manueel verwijderen van de bulbillen.

15 Een behandeling met IAA geeft een zeer geringe verbetering te zien. De ontwikkeling van de bulbillen blijft iets achter ten opzichte van een onbehandelde controle. Echter, ten opzichte van manuele verwijdering van de bulbillen heeft een IAA behandeling onvoldoende effect. Als nevenef-20 fect treedt ook hier kennelijk een celstrekking op bij de bulbillen, maar in mindere mate dan bij een behandeling met IBA.

Een behandeling met gibberellinezuur GA3 laat een zeer 25 duidelijke vermindering zien van de vorming van bulbillen in de bloeiwijze van knoflook. In alle gevallen is de ontwikkeling van de bloeiwijze beter dan de onbehandelde controle, de behandeling met IAA en de behandeling met IBA. Tevens is bij 20 van de in totaal 22 behandelde knoflook 30 klonen een duidelijke verbetering te zien van de ontwikke ling van de bloeiwijze. In slechts twee gevallen is de ontwikkeling gelijk aan de behandeling waarbij handmatig de bulbillen werden verwijderd.

1005881 14

Uit de gemiddelde score blijkt dat een GA3 behandeling als enige een duidelijke en vrijwel maximaal effect heeft op een gewenste ontwikkeling van de bloeiwijze.

5 Onbehandeld: gemiddelde score 0,2

Manueel: gemiddelde score 1,7 IAA: gemiddelde score 0,8 IBA: gemiddelde score 0,0 GA3: gemiddelde score 3,1 10

Methode b:

Het toedienen van de hormonen volgens de methode b laat ook hier duidelijk zien dat de invloed van IAA en IBA vrijwel te verwaarlozen zijn. Een behandeling met GA3 geeft een 15 duidelijk positief effect. Het aantal bulbillen in de bloeiwijze neemt sterk af, terwijl het aantal bloemen dat zich normaal ontwikkelt sterk toeneemt.

Als neveneffect werd na een behandeling met IAA en IBA 20 waargenomen dat er een versnelde veroudering van het blad optrad ten opzichte van de onbehandelde controle. Dit effect werd niet waargenomen na een behandeling met GA3.

Gekeken naar de gemiddelde scores met methode b kunnen we 25 vaststellen dat GA3 een positief effect heeft op de ontwikkeling van de bloeiwijze:

Onbehandeld: gemiddelde score 0,3

Manueel: gemiddelde score 2,3 30 IAA: gemiddelde score 1,0 IBA: gemiddelde score 1,0 GA3 gemiddelde score 3,0

J005H I

15

Methode c:

Bij deze methode kwam duidelijk de onregelmatige toename van de celstrekking tot uiting na toediening van IAA en IBA. De bloeistengel gaat zich strekken en vertoond 5 allerlei onregelmatige kronkelingen. Ook de bulbillen in de bloeiwijze zijn duidelijk gestrekt en hun aantal is vrijwel gelijk aan die van de onbehandelde controle planten. Bij een behandeling met GA3 treden deze effecten niet op. Naarmate de tijd verstreek werden de verschillen tussen 10 handmatig verwijderen van de bulbillen en een GA3 behande ling groter, in het voordeel van de met GA3 behandelde planten. Bij deze behandeling werd de ontwikkeling van de bulbillen in de bloeiwijze sterk afgeremd en konden de bloemen in de bloeiwijze zich goed ontwikkelen.

Gekeken naar de gemiddelde scores blijkt dat een GA3 behandeling als enige een bevredigend effect heeft:

Onbehandeld: gemiddelde score 0,3 20 Manueel: gemiddelde score 1,8 IAA: gemiddelde score 1,0 IBA: gemiddelde score 0,2 GA3: gemiddelde score 2,8 25

Claims (10)

1. Werkwijze ter verbetering van de bloemvorming bij een 5 knoflookplant (Allium sativum L.i, gekenmerkt door toediening aan de plant van een middel met een hormoon.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het hormoon 10 wordt gekozen uit de groep van gibberellines.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het hormoon wordt gevormd door gibberellinezuur type GA3, gibbe-relline type GA4 of gibberelline type GA7. 15

4. Middel met een hormoon ter verbetering van de bloemvorming bij een knoflookplant (Allium sativum L.).

5. Middel volgens conclusie 4, waarbij het hormoon is 20 gekozen uit de groep van gibberellines.

6. Middel volgens conclusie 5, waarbij het hormoon gibberellinezuur type GA3, gibberelline type GA4 of gibberelline type GA7 is. 25

7. Knoflookplant (Allium sativum L.) voorzien van een daaraan toegediend middel met een hormoon ter verbetering van de bloemvorming althans nagenoeg zonder bulbillen. 30

8. Knoflookplant (Allium sativum L.) volgens conclusie 7, waarbij het hormoon is gekozen uit de groep van gibberellines. .100588 1

9. Knoflookplant (Allium sativum L.) volgens conclusie 8, waarbij het hormoon is gevormd door gibberellinezuur type GA3, gibberelline type GA4 of gibberelline type GA7 . 5

10. Plantendelen, waaronder plantencellen, bulbillen of knoflookteentjes, en zaden van een knoflookplant (Allium sativum L.) volgens een der voorgaande conclusies 7, 8 of 9. 10 -00588 1