Determination of floral development stages in ‘Cabernet Sauvignon’ (Vitis vinifera L. cv.): highlighting the manifestation of stamens and pistil primordia with new intermediate stages linking the phenological stages

Determinação dos estágios de desenvolvimento floral em ‘Cabernet Sauvignon’ (Vitis vinifera L. cv.): destacando a manifestação dos primórdios dos estames e do pistilo com novos estádgios intermediários ligados aos estágios fenológicos

Çanakkale Onsekiz Mart University, Faculty of Agriculture, Department of Horticulture, 17020 Çanakkale, Turkey

^* Corresponding author: Tel: +902862180018, e-mail: zgokbayrak@comu.edu.tr

Received: 13 November 2018
Accepted: 16 October 2019

Abstract

Despite relatively intensive work on the development of inflorescence primordia during grapevine growth in season one, some informational gaps are present in the flower and floral organ development in the season two. In addition, concurrents events of phenology and formation of flowers and floral parts has not been dealt with. With the aid of digital imaging, this research had three objectives; a) describe the developmental events that take place during and after bud break in the buds and in the individual flowers in terms of differentiation, b) match these events with phenological stages, and c) determine size-related growth of the floral organs. After careful dissecting and examination of the samples under microscopy, taken ever 5-10 days between March 20 and May 10 in 2016, the results indicated that highly esteemed works regarding the reproductive anatomy of grapevines needed some additional stages to fully describe events in the stamen and pistil primordia after the appearance of petal primordia. Five intermediate stages were added to the stages of “formation of flowers”. Differentiation of inflorescence and individual flowers occurred in the second season as the buds swelled in the spring. Stamens and pistil could be seen about 3 weeks later and completed their initial growth in another 3 weeks. Flower primordia was visible on April 1 and showed a more than 9-fold increase over the course of 5 to 6 weeks. flowers increased their width and their length more than 9- and 15-fold, respectively, between stage 8.1 (April 1) and 10.3 (May 10). At first, they were wider than they were longer, but at later stages they grew longitudinally. Reproductive organ primordia were visualized around the time of 2-4 leaves separated on the shoots. Signs of generative parts become apparent in late April. Anthers were the smallest in the flower. Filaments, on the other hand, elongated almost 7-fold in a period of 20 days. Gynoecium growth was the most impressive and total pistil length increased from 52.8 to 162 μm, ovary width from 40.4 to 99.8 μm, and stigma diameter from 9.96 to 44.9 μm in twenty days. By the time the pistil took its final shape, 6-8 leaves grew on the shoot during which inflorescence could also be seen.

Resumo

Apesar do trabalho relativamente intensivo no desenvolvimento dos primórdios da inflorescência durante o crescimento da videira no ano n-1, algumas lacunas informativas estão presentes no desenvolvimento de órgãos florais e florais no ano n. Além disso, eventos simultâneos de fenologia e formação de flores e partes florais não foram tratados. Com o auxílio da imagem digital, esta pesquisa teve três objetivos; a) descrever os eventos de desenvolvimento que ocorrem durante e após o abrolhamento nos gomos e nas flores individuais em termos de diferenciação; b) combinar esses eventos com estágios fenológicos; e c) determinar o crescimento relacionado com os tamanhos dos órgãos florais. Após cuidadosa dissecação e exame das amostras microscópicas, realizadas entre 5 e 10 dias entre 20 de março e 10 de maio de 2016, os resultados indicaram que trabalhos altamente reputados sobre a anatomia reprodutiva das videiras precisavam de algumas etapas adicionais para descrever completamente os eventos no estame e primórdios do pistilo após o aparecimento dos primórdios das pétalas. Cinco estágios intermediários foram adicionados aos estágios de “formação de flores”. A diferenciação da inflorescência e as flores individuais ocorreram na segunda temporada, à medida que os botões inchavam na primavera. Estames e pistilo puderam ser vistos cerca de 3 semanas depois e completaram seu crescimento inicial em mais 3 semanas. Os primórdios das flores foram visíveis em 1 de abril e mostraram um aumento de mais de 9 vezes ao longo de 5 a 6 semanas. as flores aumentaram sua largura e comprimento em mais de 9 e 15 vezes, respetivamente, entre o estágio 8.1 (1 de abril) e 10,3 (10 de maio). A princípio, eram mais largas do que longas, mas em estágios posteriores cresceram longitudinalmente. Os primórdios dos órgãos reprodutivos foram visualizados por volta de 2 a 4 folhas separadas nos brotos. Sinais de peças generativas se tornam aparentes no final de abril. As anteras eram as menores da flor. Os filamentos, por outro lado, alongaram quase 7 vezes em um período de 20 dias. O crescimento do gineceu foi o mais impressionante e o comprimento total do pistilo aumentou de 52,8 para 162 μm, a largura do ovário de 40,4 para 99,8 μm e o diâmetro do estigma de 9,96 para 44,9 μm em vinte dias. No momento em que o pistilo assumiu a sua forma final, 6-8 folhas cresceram na parte aérea, durante a qual a inflorescência também era vista.