The influence of altered sink-source balance on the plant growth and yield of greenhouse tomato

Abstract

This experiment aimed to investigate the status of tomato plants in terms of sink or source-limitation of 2 cultivars of greenhouse tomato (Solanum lycopersicum L.), i.e., 'Grandella' and 'Isabella' under the greenhouse conditions of Iran and to improve the yield and plant growth by manipulating the sink-source balance. To this end, 4 treatments were applied: leaves were not pruned and fruits were pruned to one per truss (1F/3L), leaves were not pruned and fruits were pruned to two per truss (2F/3L), leaves were not pruned and fruits were pruned to three per truss (3F/3L) and no leaf and fruit pruning (control). The results showed that truss pruning reduced the sink demand and consequently, increased the amount of available assimilate for the growth of the remaining fruits or vegetative parts. The negative correlation between the leaf area index and the net assimilation rate and no significant difference in the net assimilation rate between different sink/source ratios showed that the excess leaf area index does not contribute in increasing the assimilate production and hence, total yield. Total fruit weight, harvest index, and the ratio of the ripe fruits to the total fruit led to the highest yield for control plants. No changes in chlorophyll, protein content and nitrate reductase activity were the evidence for the fact that sink/source ratio do not affect light-harvesting and light-utilizing components of photosynthesis. Since the individual weight of fruits increased with decreasing fruit number per trusses, the growth of individual fruits in both cultivars was source-limited and truss pruning can decrease this limitation. Future studies should be carried out to determine the best level of sink/source ratio that in addition to producing an acceptable amount of yield, meets the needs of consumers in the current stressful world by increasing the antioxidant and nutriceutical content of fruits.

Distribución de fotoasimilados en los órganos vertederos de plantas Solanaceas, caso tomate y papa. Una revisión

“…Sin embargo, se ha reportado que en las plantas de tomate existe una alta actividad de órganos vertederos, y por tanto, una limitación en los órganos fuentes (Li et al, 2015). De esta manera, en el cultivo de tomate se ha recomendado prácticas de manejo como la poda del meristemo apical y/o raleo de frutos para mejorar la relación de órganos fuente/ vertedero y así obtener una buena producción con frutos de mejor calidad (Quintana- Baquero et al, 2010;Aslani et al, 2020).…”

“…La relación adecuada de fuente/vertedero en tomate está relacionada con la producción y calidad de los frutos (Aslani et al, 2020;Ji et al, 2020). En la Figura 1a, se puede observar como la carga y transporte de fotoasimilados hacia los frutos de tomate es reducida por la baja actividad de estos órganos (fuerza del vertedero).…”

“…Sin embargo, este transporte puede ser afectado por condiciones de estrés abiótico y biótico o por el desbalance en la relación de órganos fuente/vertedero. La manipulación de la relación de órganos fuente/vertedero constituye uno de los principales enfoques de los productores agrícolas que busca garantizar un óptimo desarrollo de las partes cosechables con la calidad deseada (Fischer et al, 2012;Li et al, 2016;Smith et al, 2018;Aslani et al, 2020). Esta situación ha conllevado a centralizar investigaciones en búsqueda de optimizar la producción de fotoasimilados por los órganos fuente (Smith et al, 2018;Rodrigues et al, 2019), y también en mejorar la utilización de los fotoasimilados por los órganos vertederos (Bihmidine et al, 2013;Osorio et al, 2014).…”

“…Esta situación ha conllevado a centralizar investigaciones en búsqueda de optimizar la producción de fotoasimilados por los órganos fuente (Smith et al, 2018;Rodrigues et al, 2019), y también en mejorar la utilización de los fotoasimilados por los órganos vertederos (Bihmidine et al, 2013;Osorio et al, 2014). En varios estudios por medio de la defoliación de hojas o podas de frutos por racimo en cultivos como tomate y papa, se ha constatado los efectos del desbalance de los órganos fuentes/vertedero sobre el desempeño fisiológico de las plantas, y por tanto, en los rendimientos de los cultivos (Castellanos et al, 2010;Golovko et al, 2019;Aslani et al, 2020;Glanz-Idan & Wolf, 2020).…”

A source-sink model explains the difference in the metabolic mechanism of mechanical damage to young and senescing leaves in Catharanthus roseus

“…Source-sink models have explained the relationship between plant demand changes and energy allocation, which involves complex metabolic and signaling networks [11][12][13]. Plants often reconfigure their nutritional resources and secondary metabolites in response to environmental stresses [10,14].…”