Agronomie 15 (1995) 357-365
DOI: 10.1051/agro:19950603

Effects of low radiation and low temperature at meiosis on pollen viability and grain set in wheat

S. Demotes-Mainard^a, G. Doussinault^a and JM Meynard<sup>b

a</sup>  INRA, station d'amélioration des plantes, BP 29, F-35650 Le Rheu
^b  INRA, laboratoire d'agronomie, F-78850 Thiverval-Grignon, France

Abstract - Wheat plants at meiosis were subjected in a growth chamber to treatments combining 2 levels of temperatures (15/18°C and 1.5/8°C night/day) and 2 levels of radiation (203 ± 26 and 11 ± 1 μmol m^-2 s^-1 photosynthetic photon flux density). Pollen viability at anthesis (fluorochromatic reaction) decreased in response to low radiation, but was not affected by chilling. There was no interaction between radiation and temperature. Varieties Moulin and Pernel had qualitatively the same response, but Moulin was more sensitive. These results were validated in 2 field experiments on Pernel. In the first, plants were exposed to -2°C for 1 h on 3 consecutive days at different stages around meiosis. Cooling slightly reduced grain set, but there was no difference in the sensitivity of the developmental stages. In the second field experiment, plants were shaded at meiosis to receive 30% of the solar radiation. Shading strongly reduced kernel number per ear and induced sterility.

Résumé - Effets d'éclairements faibles et de températures basses au moment de la méiose sur la viabilité du pollen et la nouaison du blé. Des plantes de blé cultivées dans des enceintes climatisées ont été soumises, au stade méiose, à des traitements combinant 2 niveaux de températures (15/18°C et 1,5/8°C nuit/jour) et de 2 niveaux d'éclairement (densité de flux de photons de 203 ± 26 et 11 ± 1 μmol m^-2 s^-1). Le taux de pollen viable à l'anthèse (réaction fluorochromatique) a été réduit par le rayonnement faible mais n'a pas été affecté par les températures basses. Il n'y a pas eu d'interaction entre le rayonnement et la température. Les variétés Moulin et Pernel ont présenté une réponse qualitativement identique, mais avec une sensibilité plus forte pour Moulin. Ces résultats ont été validés dans 2 essais au champ avec la variété Pernel. Dans le premier, les plantes ont été exposées à -2°C pendant 1 h 3 j consécutifs, à différents stades encadrant la méiose. Le froid a légèrement réduit le nombre de grains par épi mais son effet n'a pas varié avec le stade de développement auquel il était appliqué. Dans le second essai, des parcelles ont été ombrées, à la méiose, avec un filet ne laissant pénétrer que 30% du rayonnement incident. L'ombrage a fortement réduit le nombre de grains par épi et a induit une stérilité.

Key words: radiation / temperature / male sterility / meiosis / Triticum aestivum L = wheat

Mots clés : éclairement / température / stérilité mâle / méiose / Triticum aestivum L = blé