Цветение яблони 'Honeycrisp' показывает, что плодовые почки — полуавтономные органы

Нерегулярное цветение и периодичность плодоношения — серьёзная проблема для многих сортов яблони (Malus × domestica), таких как «Ханикрисп». На цветение влияют многие факторы: нагрузка урожаем, вес плода, количество семян и длина ростового побега (боурс-шут). Однако механизм их воздействия оставался неясным.

Цветение — биологически и коммерчески важная стадия развития яблони. Цветки обычно формируются на коротких побегах — плодовых почках (spurs). В пазухах листьев такой почки могут развиваться цветочные (боурс) почки или ростовые побеги. Цветки закладываются в почках, зимуют и распускаются следующей весной. Одна из главных проблем — периодичное (черезгодовое) плодоношение, то есть колебание урожайности из-за нерегулярного цветения.

Роль семян в периодичности плодоношения описана в литературе, но есть причины ставить эту гипотезу под сомнение. Например, хотя гиббереллины (GA4 и GA7) были обнаружены в семенах на ранних стадиях развития плода, перемещение гиббереллинов из семян в цветочные почки для ингибирования цветения не доказано.

Кроме того, исследования с партенокарпическими сортами указывали на роль семян, но ни один из основных коммерческих сортов не является партенокарпическим (образующим плоды без оплодотворения). Поэтому результаты по таким сортам нельзя напрямую экстраполировать на коммерчески важные.

Исследователи изучили цветение у «Ханикрисп», чтобы выяснить, регулируется ли закладка цветков локально в пределах почки или контролируется всей системой дерева.

В 2013 году цветение зависело от количества плодов на дереве, количества плодов на почке и их взаимодействия. При меньшей общей нагрузке урожаем на дереве почки с двумя плодами формировали меньше цветков, чем с одним. В 2014 году цветочные почки почти не закладывались независимо от обработки. В 2013 году на почках с одним плодом цветение не зависело от числа семян, но ингибирование коррелировало с весом плода. На почках с двумя плодами цветение подавлялось при большем числе семян, а вес плодов на почку эффекта не оказывал.

Данные показывают, что как характеристики всего дерева, так и отдельной почки влияют на локальное формирование цветков. Таким образом, плодовые почки «Ханикрисп» можно считать полуавтономными органами, поскольку подавление цветения связано с истощением ресурсов как локально внутри почки, так и системно во всём дереве. Основными факторами, связанными с цветением, были количество плодов на дереве, количество плодов на почке, длина ростового побега и количество ростовых побегов на почке. В отличие от предыдущих отчётов, данные показывают, что семена не играют прямой роли в регуляции цветения.

Учёные пришли к выводу, что плодовые почки «Ханикрисп» являются полуавтономными, поскольку их характеристики (вес и количество плодов, количество и вес ростовых побегов) влияют на цветение под воздействием года и общего количества плодов на дереве.

Ингибирование цветения может быть связано с истощением ресурсов как внутри почек, так и во всём дереве. Семена не играют прямой или критической роли в подавлении цветения, однако они, вероятно, увеличивают потребность плода в различных ресурсах.

Изучение различий в механизмах цветения у регулярно и периодично плодоносящих сортов при разной нагрузке плодами на дерево и почку может помочь объяснить нерегулярность цветения у периодичных сортов и сложные сети, вовлечённые в этот процесс.

Исследование опубликовано в Journal of the American Society for Horticultural Science.