The relationship between frost tolerance and generative induction in winter wheat (Triticum aestivum L.) under field conditions

A.K. Bergjord, A.K. Bakken, and A.O. Skjelvåg
Page(s) 1031-1039  | doi:10.4141/CJPS08119 | Published by the Agricultural Institute of Canada

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Abstract: The quantitative nature of the vernalization and photoperiod requirements and the interference of plant age with these mechanisms complicate predictions of generative induction and its relation to frost tolerance. This study was designed to dissect further the course of development towards full generative induction and to time the stages in frost tolerance. Two cultivars of winter wheat were regularly sampled from fields at four sites during three winters. The apex stage of development was observed at time of sampling and after 3 subsequent weeks of growth at 18°C, under either short or long days. Level of frost tolerance at sampling was also recorded. No visible change in apex appearance was found at time of sampling, but readiness of plants to initiate generative development was enhanced. Vernalization by low temperatures alone was not enough to induce the plants into generative development or initiate loss of frost tolerance. Short day conditions after sampling delayed the appearance of double ridges by 6-9 wk as compared with long day conditions. The timing of maximum frost tolerance and its subsequent decrease indicated that generative induction under the short day conditions prevailing in field occurred about 1 mo after vernalization saturation.

Key words: Triticum aestivum L., frost tolerance, generative induction, vernalization, photoperiod

Résumé: La nature quantitative des contraintes associées à la vernalisation et à la photopériode, et la manière dont l’âge de la plante interfère avec ces mécanismes compliquent la prévision de l’induction générative et de ses liens avec la tolérance au gel. L’étude devait préciser davantage le développement jusqu’à la complète induction et mieux situer dans le temps les stades de tolérance au gel. Les auteurs ont prélevé régulièrement des échantillons de deux cultivars de blé d’hiver sur le terrain, à quatre endroits, trois hivers durant. Le stade de l’apex a été observé pendant l’échantillonnage, après trois semaines successives de croissance à 18 °C, que les jours soient brefs ou longs. On a aussi relevé le degré de tolérance au gel à l’échantillonnage. Aucune modification visible n’a été décelée eu égard à l’apparition de l’apex, lors de l’échantillonnage, mais les plants étaient plus prêts à amorcer le développement génératif. À elle seule, la vernalisation à basse température ne suffit pas pour faire entrer la plante dans le développement génératif ou pour initier la diminution de la tolérance au gel. Les jours brefs après l’échantillonnage ont retardé l’apparition du stade double ride de six à neuf semaines, comparativement aux jours longs. Le moment où l’on enregistre la plus grande tolérance au gel et la diminution subséquente de cette tolérance marquent le début de l’induction générative quand les jours brefs prévalent au champ, environ un mois après la saturation attribuable à la vernalisation.

Mots clés : Triticum aestivum L., tolérance au gel, induction générative, vernalisation, photopériode

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