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Tomato plant architecture as affected by salinity: Descriptive analysis and integration in a 3-D simulation model

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Abstract:

Limited information is available on the effect of salinity on plant architecture; not only on final plant height, number of leaves, and leaf area, but also on plant growth and development from the leaflet to the whole plant scale. Tomato plants (Solanum lycopersicum L.‘Marmara’) were grown in greenhouses at four salinity levels (4, 7, 10, and 13mS·cm–1). Plant development (leaf and inflorescence initiation), leaf growth rate, and final leaf dimensions were measured along the stem according to leaf rank and treatment. A decrease in leaflet growth and in the number of leaflets per leaf was associated with a lower growth rate and longer growth period in salinity stressed plants. Stem internode length was also reduced by salinity. At the plant scale, plant height and leaf area decreased with an increase in salinity. These parameters were the main inputs of a 3-D model of plant architecture, which enabled a complete description of plant architecture from the elementary to the canopy scale. This model of plant architecture was evaluated by comparing hemi-spherical photos of the plant taken with a camera with those generated by the model. The model was used to estimate light interception which should be useful to calculate photosynthesis at the plant scale.

Peu d'informations sont disponibles sur l'effet de la salinité sur l'architecture de la plante, non seulement sur la hauteur finale de la plante, le nombre de feuilles et la surface foliaire, mais aussi sur le développement et la croissance de l'échelle du foliole à celle de la plante entière. Des plants de tomate (Solanum lycopersicum ‘Marmara’) ont été cultivés en serre sous quatre niveaux de salinité (4, 7, 10 et 13 mS·cm–1). Le développement de la plante (initiation des feuilles et des bouquets), la vitesse de croissance des feuilles et les dimensions finales des feuilles ont été mesurés en fonction du rang du phytomère sur la tige pour tous les traitements. Une diminution de la longueur du foliole ainsi que du nombre de folioles par feuille a été associée à une vitesse de croissance plus faible mais à une durée plus longue. La longueur des entrenœuds de la tige a été diminuée par la salinité. Ces paramètres ont été les principales entrées d'un modèle dynamique 3-D de l'architecture des plantes, permettant de décrire leur architecture, de l'échelle élémentaire du foliole jusqu’à l’échelle de la plante entière. Ce modèle dynamique de l'architecture des plantes a été évalué. Des photos hémisphériques du couvert ont été comparées avec celles générées par le modèle. Ce modèle a été utilisé pour estimer l'interception du rayonnement et peut être utile pour calculer la photosynthèse à l'échelle de la plante entière.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2009

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  • Published since 1929, this monthly journal features comprehensive research articles and notes in all segments of plant sciences, including cell and molecular biology, ecology, mycology and plant-microbe interactions, phycology, physiology and biochemistry, structure and development, genetics, systematics, and phytogeography. It also publishes commentary and review articles on topics of current interest, contributed by internationally recognized scientists.

    Previously published as the Canadian Journal of Botany
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