Latencia y germinación de semillas. Tratamientos pregerminativos

Las semillas de la mayor parte de las plantas no germinan inmediatamente después de la maduración. En la madurez entran en un estado de latencia de duración variada según la especie, latencia que puede durar desde unas pocas semanas o meses a varios años. Las semillas de algunas especies germinan a continuación de un intervalo de almacenamiento seco o en la primavera siguiente. Las semillas de otras especies germinan con irregularidad en un período de 2 a muchos años. Cuando multiplicamos plantas por semillas, conviene abreviar este tiempo de latencia que es debido principalmente a dos causas: la impermeabilidad de la cubierta de la semilla y la latencia interna del propio embrión. En algunas especies se da una sola causa, pero en muchas especies se presentan ambas. Para vencer el letargo se acude a procedimientos tales como inmersión en ácido sulfúrico, inmersión en agua caliente próxima a hervir, inmersión en agua fría, etc. Los tratamientos para vencer este letargo varían así según la especie y el tipo de latencia. El presente cuadernillo es un intento de aportar información sobre los distintos tipos de latencia en semillas de especies forestales así como también sobre las diferentes técnicas/ tratamientos pregerminativos para acelerar el proceso de germinación.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Varela, Santiago Agustin. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Area Forestal. Grupo de Ecologia Forestal; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Area Forestal; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas; Argentin

Germination response to water availability in populations of Festuca pallescens along a Patagonian rainfall gradient based on hydrotime model parameters

Sensitivity to water availability is a key physiological trait for grassland species located in arid and semiarid environments, where successful germination is closely related to rainfall dynamics. Festuca pallescens inhabits diverse environments along a steep precipitation gradient in North Patagonia, thus offering a suitable model for the study of germination behavior in response to water availability. By analyzing germination in nine populations using a hydrotime model approach, we aimed to find within-species variation. Seed population behavior was analyzed under different hydric conditions using hydrotime model parameters (hydrotime, mean base water potential and its standard deviation). We estimated the mean base water potential for F. pallescens (ψb(50) = − 2.79 ± 0.45 MPa), which did not differ significantly between populations. However, the hydrotime parameter (θH) varied markedly, suggesting physiological adaptation to local environments. Higher values of θH were found in populations located at the extremes of the distribution gradient, indicating that germination may be prevented or delayed in conditions that are suboptimal for the species. Since the variation in hydrotime model parameters did not follow a cline, micro-environmental cues may have the greatest influence on the physiological behavior of the species, rather than the macroscale rainfall gradient.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Lopez, Aldana Soledad. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Lopez, Aldana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Lopez, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Battla, Diego. Universidad Nacional de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin

Molecular bases of responses to abiotic stress in trees

Trees are constantly exposed to climate fluctuations, which vary with both time and geographic location. Environmental changes that are outside of the physiological favorable range usually negatively affect plant performance and trigger responses to abiotic stress. Long-living trees in particular have evolved a wide spectrum of molecular mechanisms to coordinate growth and development under stressful conditions, thus minimizing fitness costs. The ongoing development of techniques directed at quantifying abiotic stress has significantly increased our knowledge of physiological responses in woody plants. However, it is only within recent years that advances in next-generation sequencing and biochemical approaches have enabled us to begin to understand the complexity of the molecular systems that underlie these responses. Here, we review recent progress in our understanding of the molecular bases of drought and temperature stresses in trees, with a focus on functional, transcriptomic, epigenetic, and population genomic studies. In addition, we highlight topics that will contribute to progress in our understanding of the plastic and adaptive responses of woody plants to drought and temperature in a context of global climate change.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Estravis Barcala, Maximiliano. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mattera, María Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Soliani, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Bellora, Nicolas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Opgenoorth, Lars. Philipps University Marburg. Department of Ecology; AlemaniaFil: Heer, Katrin. Philipps University Marburg. Department of Conservation Biology; AlemaniaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin

Deciphering the transcriptomic regulation of heat stress responses in Nothofagus pumilio

Global warming is predicted to exert negative impacts on plant growth due to the damaging effect of high temperatures on plant physiology. Revealing the genetic architecture underlying the heat stress response is therefore crucial for the development of conservation strategies, and for breeding heat-resistant plant genotypes. Here we investigated the transcriptional changes induced by heat in Nothofagus pumilio, an emblematic tree species of the sub-Antarctic forests of South America. Through the performance of RNA-seq of leaves of plants exposed to 20˚C (control) or 34˚C (heat shock), we generated the first transcriptomic resource for the species. We also studied the changes in protein-coding transcripts expression in response to heat. We found 5,214 contigs differentially expressed between temperatures. The heat treatment resulted in a down-regulation of genes related to photosynthesis and carbon metabolism, whereas secondary metabolism, protein re-folding and response to stress were up-regulated. Moreover, several transcription factor families like WRKY or ERF were promoted by heat, alongside spliceosome machinery and hormone signaling pathways. Through a comparative analysis of gene regulation in response to heat in Arabidopsis thaliana, Populus tomentosa and N. pumilio we provide evidence of the existence of shared molecular features of heat stress responses across angiosperms, and identify genes of potential biotechnological application.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Estravis Barcala, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Tecnologías Nucleares para la Salud; ArgentinaFil: Heer, Katrin. Philipps-Universitat Marburg; AlemaniaFil: Marchelli, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Ziegenhagen, Birgit. Philipps-Universität Marburg; AlemaniaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Bellora Pereyra, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Tecnologías Nucleares para la Salud; Argentin

¿Que hacer luego de la recolección?: Manipulación del fruto y la semilla de especies forestales

Inmediatamente luego de la recolección (ver cuadernillo N° 1), las semillas corren riesgo de sufrir daños si no se tienen en cuenta ciertos factores y aspectos. Generalmente las condiciones de campo bajo las cuales se colectan las semillas son difíciles de controlar y, adicionalmente, no es posible predecir ni prevenir las fluctuaciones del clima que pueden afectar la viabilidad de las mismas. Durante dicho periodo (transporte de frutos y semillas hasta los sitios de procesamiento) intervienen personas que, a diferencia del recolector, el procesador o el usuario, no siempre tienen interés en que las semillas se encuentren en condiciones adecuadas. Si las semillas han perdido parte de su viabilidad antes de almacenarse (el almacenamiento es una fase que se da para casi todas las semillas de especies forestales), ni siquiera con el mejor tratamiento se obtendrán resultados favorables. Así, es esencial efectuar por adelantado una planificación cuidadosa para controlar de la manera más sencilla pero al mismo tiempo precisa la identidad y salud de la semilla en todas las fases de su circulación. La extracción y limpieza de la semilla comprende todas las operaciones que se realizan con los frutos y las semillas hasta que se obtiene la semilla limpia y lista para su almacenaje o siembra. Dicho cuadernillo pretende aportar información sobre las técnicas y/o procedimientos que pueden efectuarse en dicha fase para lograr el objetivo que se propone en función de bibliografía preexistente y experiencias propias.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Varela, Santiago Agustin. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Area Forestal. Grupo de Ecologia Forestal; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Area Forestal. Unidad de Genética Ecológica y Mejoramiento Forestal; ArgentinaFil: Martinez, Abel Hector Maria. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Agencia de Extension Rural Zapala; Argentin

Functional diversity of phytochrome family in the control of light and gibberellin-mediated germination in Arabidopsis

In several species, seed germination is regulated by light in a way that restricts seedling emergence to the environmental conditions that are likely to be favourable for the success of the new individual, and therefore, this behaviour is recognized to have adaptive value. The phytochromes are one of the most relevant photoreceptors involved in light perception by plants. We explored the redundancy and diversity functions of the phytochrome family in the control of seed responsiveness to light and gibberellins (GA) by using a set of phytochrome mutants of Arabidopsis. Our data show that, in addition to the well-known role of phyB in the promotion of germination in response to high red to far-red ratios (R/FR), phyE and phyD stimulate germination at very low R/FR ratios, probably by promoting the action of phyA. Further, we show that phyC regulates negatively the seed responsiveness to light, unravelling unexpected functions for phyC in seed germination. Finally, we find that seed responsiveness to GA is mainly controlled by phyB, with phyC, phyD and phyE having relevant roles when acting in a phyB-deficient background. Our results indicate that phytochromes have multiple and complex roles during germination depending on the active photoreceptor background.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Arana, María Veronica. Intituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sanchez Lamas, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Fundacion Leloir; ArgentinaFil: Strasser, B. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Fundacion Leloir; ArgentinaFil: Ibarra, Silvia E. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cerdan, Pablo Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Fundacion Leloir; ArgentinaFil: Botto, Juan Francisco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sanchez, Rodolfo Augusto. Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Coirón blanco: primeros pasos en la domesticación de una especie clave de los pastizales patagónicos

Los pastizales naturales son el principal componente forrajero en Patagonia Norte. La ganadería extensiva con suplementación en períodos críticos, la baja cobertura vegetal del suelo y el efecto del viento aumentan el riesgo de degradación de los pastizales. La domesticación para el cultivo de especies forrajeras nativas permitiría la mejora de la productividad y la recuperación de pastizales con diferentes niveles de degradación.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Lopez, Aldana Soledad. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Siffredi, Guillermo Lorenzo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Área de Recursos Naturales; ArgentinaFil: Azpilicueta, María Marta. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estacion Experimental Agropecuaria Bariloche. Área Sistemas Forestales. Grupo de Genética Ecológica y Mejoramiento Forestal; ArgentinaFil: Arana, María Verónica.Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche, Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Caballé, Gonzalo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Grupo Ecología Forestal; ArgentinaFil: López, Dardo Ruben. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi. Campo Anexo Villa Dolores; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; Argentin

Clinal variation along precipitation gradients in Patagonian temperate forests: unravelling demographic and selection signatures in three Nothofagus spp.

Past demographic changes and current selection pressures determine the genetic variation displayed by Nothofagus species along rainfall gradients. Based on the diversity trends observed at candidate genes associated to drought stress, we inferred a differential species’ adaptive potential. Context Clinal genetic variation in natural populations could reflect either recent demographic history or the evolution of adapted genotypes along heterogeneous environments. Aims We describe genetic variation patterns in three Nothofagus species of South American temperate forests, growing along steep rainfall gradients. Our hypothesis is that the selection pressure along this gradient reinforces the genetic structure previously shaped by Pleistocene climate oscillations. Methods We screened variation along gradients at putative adaptive markers: candidate genes involved in response to drought, and EST-SSRs linked to drought stress genes. Genomic SSRs (gSSRs) were used to decouple the incidence of demographic events in the genetic structure. Results Genetic diversity at SSRs agreed with the putative location of cryptic Pleistocene refugia in Nothofagus. In addition, each species showed different trends for nucleotide diversity at candidate genes. Unbiased heterozygosity significantly correlated with precipitation at EST-SSRs in Nothofagus nervosa. We found evidences of balancing selection and several SNPs departed from neutral expectations. Conclusions Nothofagus genetic variability shows a strong imprint of demographic changes that reveals refugia location for the species during Pleistocene. This variability is modelled by environmental conditions across natural gradients, which impose selection pressure at genome regions related to stress response, providing clues about inter-specific differences in adaptive potential to water deficit.Fil: Soliani, Carolina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Azpilicueta, Maria Marta. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin

The impact of different natural environments on the regeneration dynamics of two Nothofagus species across elevation in the southern Andes

A widely accepted paradigm in forest ecology proposes that patterns of relative abundance among mature forest trees are largely influenced by biotic and abiotic processes that operate most intensely during the earliest lifecycle stages. Therefore, traits expressed early in development such as germination and seedling establishment may be under strong selective pressure from the environment, and their adjustment to changing climates may ultimately influence species’ responses to global climate change. Here we used different environments established across altitude in an old-growth temperate Patagonian forest as a natural laboratory, and studied the Nothofagus obliqua and N. pumilio regeneration response – seedling emergence and survival –to different climatic scenarios, inside and outside their natural distribution range. These are two iconic species of sub-Antarctic forests, which co-exist in contrasting and non-overlapping thermal niches. Whereas N. obliqua is predominant in the warmer and lower environments at 650–850 m above sea level (a.s.l.), N. pumilio inhabits the colder and higher montane environments, above 1000 m a.s.l. By sowing germinated seeds of both species at different altitudes in the forest – 680, 930 and 1340 m a.s.l. – we were able to distinguish the environmental influence on seedling emergence from its influence on germination. Our results show that the local environment had a major effect on seedling survival, and a minor influence on emergence. Overall, regeneration of both species showed a temporal window of stronger environmental susceptibility, which comprised the process of emergence, and in the particular case of N. obliqua, the first month of post-emergence growth. Survival ability was influenced by the ontogenetic stage of the seedling, evidencing stronger environmental resistance and higher probability of survival after the first year of growth. Interestingly, we found inter-specific differences in survival dynamics and the final number of surviving seedlings, which may reflect species-specific physiological adaptations and tolerance to abiotic stress. However, the performance of both species was favored in relatively colder environments inside their natural ranges. This indicates that present climatic conditions in the lower zones of the gradient exert physiological constraints at seedling stage, even in N. obliqua, which shows high abundance of adult trees at these altitudes. Results reported here were consistent across two independent experiments and will be discussed in the context of forest regeneration in present and future climatic scenarios.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Cagnacci, Julieta María. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Estravis Barcala, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales; ArgentinaFil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas; ArgentinaFil: Martinez Meier, Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Gonzalez Polo, Marina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Arana, María Verónica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin

Questions, Perspectives and Final Considerations of Planting Native Species Under the Climate Change Conditioning

There is a growing interest in Argentina (and in the world) for planting native tree species. This has triggered the development of domestication programs for those species with greater productive potential or a key ecological value. Domestication involves the development of technologies to bring wild species to plantation on an industrial scale, for commercial purposes or for the restoration of ecosystems, involving all stages of the biological/productive cycle. Knowledge is needed for industrial production of seedlings, methods and designs of plantation, intermediate silvicultural treatments, and the definition of rotation periods and adjustment of harvesting practices. As well, it also includes a perhaps inconspicuous but essential stage that predates all of these: the choice of genetic material to be reproduced.Estación Experimental Agropecuaria BarilocheFil: Pastorino, Mario Juan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Pastorino, Mario Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Marchelli, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Arana, María Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; ArgentinaFil: Aparicio, Alejandro Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Bariloche; ArgentinaFil: Aparicio, Alejandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Investigaciones Forestales y Agropecuarias Bariloche; Argentin