Proceedings from the Symposium: Recent Advances in the Physiology of Tuberization and Dormancy*

American Journal of Potato Research, Jul/Aug 2004 by Lulai, Edward C

INTRODUCTION

The physiology of tuberization and dormancy is of great economic importance. The initiation and regulation of tuberization impact costly issues including yield, maturity for harvest, and the development of related diseases and defects. The regulation of dormancy is significant for maintaining tubers in sprout-free condition during storage and marketing, as well as for proper initiation in seed potatoes.

The processes of tuberization and dormancy are biologically liked (see cover photograph). Environmental cues, i.e., shortened photoperiod and accompanying cooler temperatures, promote tuberization. Upon tuberization, the orientation of cell division within the sub-apical portion of the stolon changes to produce radial expansion rather than longitudinal growth. The resulting nascent tuber is dormant and remains so during growth and until sometime after harvest. After dormancy is broken, signals initiating sprouting induce cell division and elongation similar to that occurring in stolons prior to tuber initiation. Both tuberization and dormancy are known to be under hormonal control. However, important questions concerning these processes arise. Specifically what hormones, signals, genes, and other mechanisms are involved in regulating tuber dormancy? A better understanding of the physiology and regulation of these processes will bring us nearer to the development of new technologies that can be used to control tuberization and dormancy.

The four papers that comprise these proceedings describe recent cutting-edge advances from research on tuberization and dormancy and integrate our current knowledge of these processes. Questions are addressed concerning hormonal regulation and signaling products, signal transduction pathway(s), genetic factors, and gene regulation associated with tuberization and dormancy.

Recent Advances in the Physiology of Tuberization and Dormancy

I. Molecular Controls of Tuberization

II. Physiological Regulation of Tuber Dormancy

III. Comparing Potato Tuberization and Sprouting: Opposite Phenomena?

IV. Polygene Mapping as a Tool to Study the Physiology of Tuberization and Dormancy.

INTRODUCCION

La fisiología de la tuberización y latencia es de gran importancia económica. La iniciación y regulación de la tuberización tienen una influencia importante sobre aspectos que incluyen rendimiento, madurez para cosecha y desarrollo de enfermedades y defectos relacionados. La regulación de la latencia es significativa para el mantenimiento de los tubérculos bajo condiciones adversas de brotamiento durante el almacenamiento y comercialización, lo mismo que para la initiación apropiada del brotamiento de los tubércules semilla.

Los procesos de tuberización y latencia están biológicamente ligados (ver fotografía de la cubierta). Las señales ambientales, tales como fotoperiodo corto, acompañado de temperaturas frescas, favorecen la tuberización. Con relación a la iniciación de la tuberización, la orientación de la división celular dentro de la porción del estolón cambia para producir expansión radial en lugar de crecimiento longitudinal. Bajo estas condiciones, el tubérculo en formación está latente y permanece así durante el crecimiento hasta un tiempo después de la cosecha. Después que se rompe la latencia, las señales de iniciación del brotamiento inducen a la división celular y el alargamiento similar al que ocurre en el estolón antes de la iniciación del tubérculo. Se sabe que tanto la tuberización como la latencia se realizan bajo control hormonal. Sin embargo, surgen importantes preguntas concernientes a éste proceso. ¿Específicamente qué hormonas, indicios, genes y otros mecanismos se hallan involucrados en la regulación de la tuberización y latencia?. Un mejor entendimiento de la fisiología y regularización de éstos procesos nos acercaran al desarrollo de tecnologías nuevas que se pueden usar para controlar la tuberización y la latencia.

Los cuatro artículos que incluyen éstas actas describen los más recientes avances de la investigación sobre tuberización y latencia e integran nuestros conocimientos actuates de éstos procesos. Las preguntas son sobre regularización hormonal y productos inductores, vía(s) de transducción, factores genéticos y regulación de los genes asociados con tuberización y latencia.

Progresos Recientes en la Fisiología de la Tuberización y la Latencia

I. Controles Moleculares de la Tuberización

II. Regulación Fisiológica de la Latencia del Tubérculo

III. Comparando la Tuberización y el Brotamiento en Papa: ¿Fenómenos opuestos?

IV. Mapeo Poligénico como Herramienta para Estudiar la Fisiología de la Tuberización y la Latencia.

* This symposium was organized by the Physiology Section of The Potato Association of America and presented on 11 August 2003, at the 87th annual meeting of The Potato Association of America in Spokane, WA. Symposia sponsors were AgriNorthwest, Black Gold, J.R. Simplot Co., McCain Foods USA, Pinnacle Farms, Red River Valley Potato Marketing Association, and The Potato Association of America.