Potential of evolutionary adaptation of Douglas fir (Pseudotsuga menziesii Franco.) to drought : role of resistance to cavitation, xylem microdensity and pit anatomical traits.

Plusieurs dépérissements du début du XXe siècle ont montré que le Douglas français était vulnérable à la sécheresse. La question de savoir si les forêts de Douglas peuvent s'adapter au nouveau climat plus chaud et plus sec est une préoccupation majeure en France. Nous avons estimé la variation de la résistance à la cavitation d'un ensemble de provenances de Washington, de l'Oregon et de Californie dans deux expériences de jardins communs situées dans le sud de la France. Nous avons étudié les relations entre la résistance à la cavitation, la microdensité du xylème et l'anatomie du tronc et des branches. Nous avons constaté que la pression de sélection climatique dans la zone naturelle a façonné l'adaptation locale pour la résistance à la cavitation, la microdensité et l'anatomie des ponctuations du xylème. Les provenances de Californie intérieure tendent à être plus résistantes à la cavitation, avec une plus grande densité de bois d'été et des ponctuation plus sûres que les provenances de Californie côtière, puis de Washington et d'Oregon. Cependant, nous avons également constaté des variations importantes à l'intérieur d'une même région qui ne pouvaient pas être expliquées par les données climatiques disponibles. Nous avons trouvé différentes relations structure-fonctions, selon le niveau d'observation (arbre ou provenance) et la partie de l'arbre (tronc ou branche). Par exemple, au niveau individuel, les arbres les plus résistants à la cavitation ont des branches plus denses avec une ouverture de ponctuation plus petite, tandis qu'au niveau de la provenance, les arbres les plus résistants à la cavitation ont du bois moins dense dans le tronc et les branches, et des ponctuations plus sûrs. Dans l'ensemble, nous concluons qu'il existe un potentiel d'adaptation évolutive pour la résistance à la sécheresse du Douglas, disponible à différents niveaux, individuel et de provenance. Cependant, dans un contexte d'amélioration des arbres, le réseau complexe de relations entre la résistance à la cavitation, la microdensité et les traits anatomiques doit être soigneusement examiné afin d'éviter une éventuelle réponse corrélative défavorable à la sélection.Several turn-of-the-20th-century diebacks have shown that French Douglas-fir was vulnerable to drought. Whether the Douglas-fir forests can adapt to the new warmer and dryer climate is a key concern in France. We estimated variation of resistance to cavitation traits of a set of Washington, Oregon and Californian provenances in two common garden experiments located in the south of France. We studied the relationships between resistance to cavitation, xylem microdensity and pit anatomy in the trunk and branches. We found that climatic selection pressure in the natural area has shaped local adaptation for resistance to cavitation, microdensity and pit's anatomy. Inland California provenances tend to be significantly more cavitation resistant, with a denser latewood and safer pits than coastal Californian, then Washington and Oregon provenances. However, we also found significant within region variation that could not be explained by the available climatic data. We found different structure-functions relationships, according to the observation level (tree or provenance) and the tree part (trunk or branch). For example, at the individual level, the most cavitation-resistant trees have branches with denser latewood and smaller pit aperture, while at the provenance level, the most cavitation resistant provenances have less dense wood in both trunk and branches, and safer pits. Overall, we conclude that there is a potential for evolutionary adaptation for resistance to drought in Douglas-fir, available at different levels, individual and provenance. However, in a tree improvement context, the complex network of relationships among the resistance to cavitation, the microdensity and the anatomy traits should be carefully monitored in order to avoid possible unfavourable correlative response to selection

Adaptation au changement climatique et potentiel évolutif du Douglas (Pseudotsuga menziesii Franco.) : rôle des traits hydrauliques, microdensitométriques et anatomiques du xylème

Several turn-of-the-20th-century diebacks have shown that French Douglas-fir was vulnerable to drought. Whether the Douglas-fir forests can adapt to the new warmer and dryer climate is a key concern in France. We estimated variation of resistance to cavitation traits of a set of Washington, Oregon and Californian provenances in two common garden experiments located in the south of France. We studied the relationships between resistance to cavitation, xylem microdensity and pit anatomy in the trunk and branches. We found that climatic selection pressure in the natural area has shaped local adaptation for resistance to cavitation, microdensity and pit's anatomy. Inland California provenances tend to be significantly more cavitation resistant, with a denser latewood and safer pits than coastal Californian, then Washington and Oregon provenances. However, we also found significant within region variation that could not be explained by the available climatic data. We found different structure-functions relationships, according to the observation level (tree or provenance) and the tree part (trunk or branch). For example, at the individual level, the most cavitation-resistant trees have branches with denser latewood and smaller pit aperture, while at the provenance level, the most cavitation resistant provenances have less dense wood in both trunk and branches, and safer pits. Overall, we conclude that there is a potential for evolutionary adaptation for resistance to drought in Douglas-fir, available at different levels, individual and provenance. However, in a tree improvement context, the complex network of relationships among the resistance to cavitation, the microdensity and the anatomy traits should be carefully monitored in order to avoid possible unfavourable correlative response to selection.Plusieurs dépérissements du début du XXe siècle ont montré que le Douglas français était vulnérable à la sécheresse. La question de savoir si les forêts de Douglas peuvent s'adapter au nouveau climat plus chaud et plus sec est une préoccupation majeure en France. Nous avons estimé la variation de la résistance à la cavitation d'un ensemble de provenances de Washington, de l'Oregon et de Californie dans deux expériences de jardins communs situées dans le sud de la France. Nous avons étudié les relations entre la résistance à la cavitation, la microdensité du xylème et l'anatomie du tronc et des branches. Nous avons constaté que la pression de sélection climatique dans la zone naturelle a façonné l'adaptation locale pour la résistance à la cavitation, la microdensité et l'anatomie des ponctuations du xylème. Les provenances de Californie intérieure tendent à être plus résistantes à la cavitation, avec une plus grande densité de bois d'été et des ponctuation plus sûres que les provenances de Californie côtière, puis de Washington et d'Oregon. Cependant, nous avons également constaté des variations importantes à l'intérieur d'une même région qui ne pouvaient pas être expliquées par les données climatiques disponibles. Nous avons trouvé différentes relations structure-fonctions, selon le niveau d'observation (arbre ou provenance) et la partie de l'arbre (tronc ou branche). Par exemple, au niveau individuel, les arbres les plus résistants à la cavitation ont des branches plus denses avec une ouverture de ponctuation plus petite, tandis qu'au niveau de la provenance, les arbres les plus résistants à la cavitation ont du bois moins dense dans le tronc et les branches, et des ponctuations plus sûrs. Dans l'ensemble, nous concluons qu'il existe un potentiel d'adaptation évolutive pour la résistance à la sécheresse du Douglas, disponible à différents niveaux, individuel et de provenance. Cependant, dans un contexte d'amélioration des arbres, le réseau complexe de relations entre la résistance à la cavitation, la microdensité et les traits anatomiques doit être soigneusement examiné afin d'éviter une éventuelle réponse corrélative défavorable à la sélection

Rôle de Rattus norvegicus dans l'épidemiologie de la fasciolose (étude du portage de fasciola hepatica dans une zone humide en Loire-Atlantique)

Une bonne connaissance de l'épidémiologie de la fasciolose est indispensable pour lutter efficacement contre cette maladie. Le piégeage de R. norvegicus, réalisé en zone humide fasciologène en Loire-Atlantique, est une première étape pour déterminer le rôle épidémiologique de ce rongeur sauvage dans la fasciolose. 105 surmulots ont été capturés. 96 sérologies, 105 autopsies et 39 coproscopies ont été réalisées. La fréquence de sérologie positive a été estimée à 20.8 %. Aucune douve n'a été mise en évidence à l'autopsie et seule une coproscopie a révélé la présence d'oeufs de F. hepatica. Ces résultats ont démontré l'existence d'un contact entre le rat et le parasite et d'un portage dont l'importance n'a pu être déterminée. D'autres études expérimentales permettront d'estimer l'importance de ce dernier, afin de connaître le rôle réel de R. norvegicus dans l'épidémiologie de la fasciolose.NANTES-Ecole Nat.Vétérinaire (441092302) / SudocSudocFranceF

Native-source climate determines the Douglas-fir potential of adaptation to drought

International audienceContext: Douglas-fir, a fast growing conifer from western North America, recently suffered diebacks following drought in France. We investigated the link between native-source climate and provenance drought resistance in a common garden in France. We compared the adaptive potential of provenances from different parts of the natural area. Methods: We collected branches from a 25-year-old provenance trial replicated in two test sites in southern France. We estimated provenance variation of cavitation resistance traits, survival and circumference. We compared Washington-Oregon provenances to coastal and interior Californian provenances. Results: In the common gardens, the hydraulic traits were significantly variable between provenances, with a strong site x provenance interaction, and significantly related to the climate of the natural area and survival. The relationships were different between variables and test-sites. The two test-sites and their particular climatic selective pressure revealed different geographical adaptive structures in the natural area. Conclusions: Douglas-fir evolutionary adaptation to drought results from natural selection to summer climate and shapes populations for cavitation resistance. In the dryer site only, the Interior California provenances seem more drought resistant. The strong within-provenance variations suggest that there is also a certain withinprovenance adaptation potential to drought at the cost of variable mortality rates

Stem anatomical measurements

Measurements of stem anatomical characters of woody and herbaceous daisies. For each feature were measured at least 2 individuals per species, except for Cladanthus mixtus, for which we have measured 9 individuals for proportion of lignified area over stem area 4 individuals for thickness of intervessel pit membran

Hydraulic measurements of daisy herbaceous species

Hydraulic measurements performed with cavitron for the five daisy herbaceous species studied. The file contain the P50, P12, P88 and Kmax values of each branch used, with the individual and species average

Hydraulic measurements of Argyranthemum species

Hydraulic measurements performed with cavitron for the five Argyranthemum species studied. The file contain the P50, P12, P88 and Kmax values of each branch used, with the individual and species average

Vulnerability to embolism in herbaceous and secondarily woody species

There is a common idea that most herbaceous species refill their embolized vessels each night via positive root pressure, meaning that there is no need to become resistant to embolism. Our study assesses the range in vulnerability to embolism in herbaceous species, and evaluates whether closely related secondarily woody species are always more embolism resistant than their herbaceous ancestors. Therefore, three non-related plant groups are investigated: 1) grass species, 2) the Gentianaceae sister pair Blackstonia (herbaceous) and Ixanthus (woody), and 3) the daisy lineage (Asteraceae) with herbaceous (Leucanthemum, Chamaemelum) and woody members (Argyranthemum). Surprisingly, the grass dataset shows an extraordinary range in P50, ranging from 0.5 – 7.5MPa. This suggests that at least in the resistant species daily refilling does not occur, although this needs to be quantified. The anatomy of the grass stems shows a tight trade-off between P50 and stem lignification. Within the daisy lineage, all the woody species are more embolism resistant than their herbaceous relatives, but the Blackstonia- Ixanthus sister group has a similar P50 value (-4.5MPa), showing that more woodiness/lignification does not always go hand in hand with more embolism resistance

Vulnerability to embolism in herbaceous and secondarily woody species

There is a common idea that most herbaceous species refill their embolized vessels each night via positive root pressure, meaning that there is no need to become resistant to embolism. Our study assesses the range in vulnerability to embolism in herbaceous species, and evaluates whether closely related secondarily woody species are always more embolism resistant than their herbaceous ancestors. Therefore, three non-related plant groups are investigated: 1) grass species, 2) the Gentianaceae sister pair Blackstonia (herbaceous) and Ixanthus (woody), and 3) the daisy lineage (Asteraceae) with herbaceous (Leucanthemum, Chamaemelum) and woody members (Argyranthemum). Surprisingly, the grass dataset shows an extraordinary range in P50, ranging from 0.5 – 7.5MPa. This suggests that at least in the resistant species daily refilling does not occur, although this needs to be quantified. The anatomy of the grass stems shows a tight trade-off between P50 and stem lignification. Within the daisy lineage, all the woody species are more embolism resistant than their herbaceous relatives, but the Blackstonia- Ixanthus sister group has a similar P50 value (-4.5MPa), showing that more woodiness/lignification does not always go hand in hand with more embolism resistance

Wood properties, end-product quality and adaptation to climate: antagonism or compromise? The case of wood density and vulnerability to cavitation in Douglas-fir

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