Resultados preliminares sobre la variación en vulnerabilidad a la cavitación por sequía en clones de Eucalyptus grandis Hill ex Maid

Abstract

El transporte de agua está ligado funcionalmente con la fijación de carbono en las plantas terrestres. El agua transportada dentro de la planta se encuentra en estado meta-estable debido a las presiones negativas de acuerdo a la Teoría de Cohesión-Tensión. Las curvas de vulnerabilidad a la cavitación, es decir, aquellas que relacionan las pérdidas de conductividad hidráulica (ks) del leño por ruptura de la columna de agua, con las tensiones dentro del mismo, dan valiosa información acerca de la capacidad de respuesta de distintas especies y genotipos al estrés hídrico. El objetivo del estudio fue evaluar la variación en tolerancia al estrés hídrico de cuatro clones de Eucalyptus grandis (K, B, 2 y 4) del Programa de Mejoramiento Genético de INTA. Para ello, debió ajustarse una metodología adecuada para realizar las curvas de vulnerabilidad a la cavitación en árboles adultos. Se trabajó con el método de inyección de aire que relaciona la pérdida de conductividad hidráulica con la cavitación inducida por presiones positivas en una cámara de doble entrada. Los clones seleccionados presentan densidad de madera contrastante (alta/ baja) y distintas tasas de crecimiento. El material evaluado se obtuvo de un ensayo clonal de 18 años de edad ubicado en Concordia, Entre Ríos, Argentina (31°22’ L S; 58° 07’ L W; Altitud: 43 msnm) en un suelo arenoso profundo. Entre abril y mayo de 2012, mediante un hidroelevador se ascendió a las copas y se cortaron ramas de tres individuos por clon. Para la realización de las curvas de cavitación se utilizó la porción basal (20 cm) de las ramas secundarias. Se comparó con ANOVA los parámetros a y b de la curva de vulnerabilidad a la cavitación que describen el P50 o presión a la que se produce el 50 % de pérdida de ks y la forma de la curva. Los resultados obtenidos muestran diferencias significativas entre dos de los clones evaluados, siendo el más tolerante a la cavitación (P50= -1,85 +/- 0,19MPa) el clon 2, que es uno de los clones de alta densidad de madera. El menos tolerante fue el clon B (P50= -1,11 +/- 0,11MPa), caracterizado por ser de rápido crecimiento y baja densidad de madera. Estos resultados son congruentes con su respuesta post-sequía evaluada en crecimiento y flujo de savia (estudios previos), que mostró una mayor resiliencia en el clon 2 y una menor en el clon B. El clon K, de alta densidad, también presentó alta resiliencia post-sequía, pero no mostró ventajas claras en vulnerabilidad a la cavitación, aunque sí fue el de mayor ajuste osmótico en el tejido foliar. Se concluye que la vulnerabilidad a la cavitación es variable entre clones, tendría un rol adaptativo importante en la resistencia a la sequía de E. grandis, pero existen mecanismos alternativos (y/o complementarios) en otros sistemas de órganos que deben también evaluarse con miras a la selección de genotipos más resistentes al estrés ambiental.

Water transport is functionally linked to carbon fixation in terrestrial plants. Water inside plants is under meta-stable state due to negative pressure (tension) according to Cohesion-Tension Theory. Vulnerability to cavitation curves, i.e., those relating losses in xylem hydraulic conductivity (ks) due to water column breakage with tension inside the xylem, provide valuable information about different species and genotypes response capacity to environmental stress. The objective of this study was to evaluate the variation in drought stress tolerance of four Eucalyptus grandis clones (K, B, 2 and 4) from the Genetic Improvement Program of INTA. For this purpose, methodological adjustments were needed in order to develop vulnerability to cavitation curves in adult trees. The air-injection method was applied, which relates ks losses with cavitation induced by positive pressures in a double-ended chamber. The selected clones present contrasting wood density (high, low) and different growth rates. The studied material was obtained from a 18 years-old clonal trial located in Concordia, Entre Ríos, Argentina (S L: 31°22’ S; W L.: 58° 07’; Altitude: 43 masl) in deep sandy soil. Crown access was possible with a hydraulic crane. Branch samples (3 individuals per clone) were taken between April and May 2012. Vulnerability to cavitation curves were developed in the basal portion (20 cm long) of secondary branches. Curves parameters (a and b) were compared between clones with ANOVA, describing the water potential at which 50% of ks is lost (P50) and the curve form. Significant differences were observed between two studied clones. The most cavitation resistant clone 2 (P50= -1.85 +/- 0.19MPa) was a high wood density clone. The least cavitation resistant clone B (P50= -1.11 +/- 0.11 MPa) was characterized by its high growth rates and low wood density. These results are consistent with post-drought responses evaluated through growth and sapflow measurements (previous studies) which demonstrated a higher resilience in clone 2 than in clone B. High wood density clone K also presented a high resilience after a severe drought event, but it did not present clear advantages in terms of cavitation resistance. However, it presented the highest osmotic adjustment capacity of the studied clones. In conclusion, vulnerability to cavitation is variable between clones and it would have an adaptive role in terms of E. grandis drought resistance. However, alternative (and/or complementary) mechanisms exist in other plant organs which have to be evaluated in order to select drought resistant genotypes.