Published May 21, 2015 | Version v1
Publication Open

Clonal variability for vulnerability to cavitation and other drought-related traits in <em>Hevea brasiliensis</em> Müll. Arg.

Creators

  • 1. Institut Pascal
  • 2. Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant
  • 3. Ecologie fonctionnelle & biogéochimie des sols & des agro-systèmes
  • 4. Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
  • 5. Kasetsart University
  • 6. Université Clermont Auvergne

Description

Selection for drought-tolerant clones has become a major challenge in rubber breeding programs undertaken to ensure the sustainability of natural rubber production, as rubber plantations are expanding in drought-prone areas. Xylem vulnerability to cavitation is a trait related to drought-induced mortality. It can be rapidly evaluated without subjecting plant materials to drought stress, making it useful in large-scale screening for drought tolerance in the near future. We first compared the most widely used techniques for measuring vulnerability to cavitation (air pressurization and Cavitron) on this species, and the effect of sample conditions (size, age and sunlight exposure), in order to ensure reliable analysis. Secondly, ten rubber clones were compared for their xylem vulnerability to cavitation in branches and petioles, and for other traits related to drought response, including stomatal response and leaf shedding occurring during a simulated drought. We also tested the plasticity of vulnerability to cavitation on two clones grown in three locations with contrasting precipitation regimes. We found no clonal variability and a small phenotypic plasticity for xylem vulnerability to cavitation in branches. However, clonal differences in xylem vulnerability to cavitation were found in petioles, and clones also showed differences in stomatal response and in leaf shedding behavior in response to a simulated drought. Our study suggests a genetic canalization for vulnerability to cavitation in organs critical for survival, such as branches, whereas there are clonal differences for traits related to drought avoidance: vulnerability to cavitation of petioles, leaf shedding behavior and stomatal response. The insights gained in this study for screening rubber tree clones for drought tolerance is also discussed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أصبح اختيار الحيوانات المستنسخة المقاومة للجفاف تحديًا كبيرًا في برامج تربية المطاط التي يتم تنفيذها لضمان استدامة إنتاج المطاط الطبيعي، حيث تتوسع مزارع المطاط في المناطق المعرضة للجفاف. إن قابلية تأثر الزيلم بالتجويف هي سمة مرتبطة بالوفيات الناجمة عن الجفاف. يمكن تقييمه بسرعة دون تعريض المواد النباتية لإجهاد الجفاف، مما يجعله مفيدًا في الفحص واسع النطاق لتحمل الجفاف في المستقبل القريب. قارنا أولاً التقنيات الأكثر استخدامًا لقياس التعرض للتجويف (ضغط الهواء و Cavitron) على هذا النوع، وتأثير ظروف العينة (الحجم والعمر والتعرض لأشعة الشمس)، من أجل ضمان تحليل موثوق. ثانيًا، تمت مقارنة عشرة مستنسخات مطاطية بسبب تعرضها للخشب للتجويف في الفروع والعناقيد، ولسمات أخرى تتعلق بالاستجابة للجفاف، بما في ذلك الاستجابة الفموية وسفك الأوراق التي تحدث أثناء محاكاة الجفاف. كما اختبرنا مرونة التعرض للتجويف على نسختين نمتا في ثلاثة مواقع مع أنظمة هطول متناقضة. لم نجد أي تباين نسلي ولدونة ظاهرية صغيرة لقابلية تعرض الخياشيم للتجويف في الفروع. ومع ذلك، تم العثور على اختلافات مستنسخة في قابلية تعرض الخياشيم للتجويف في الأعناق، وأظهرت المستنسخات أيضًا اختلافات في الاستجابة الفموية وفي سلوك سفك الأوراق استجابة لمحاكاة الجفاف. تشير دراستنا إلى وجود قناة وراثية للتعرض للتجويف في الأعضاء الحيوية للبقاء على قيد الحياة، مثل الفروع، في حين أن هناك اختلافات نسيلية للسمات المتعلقة بتجنب الجفاف: التعرض لتجويف الأعناق، وسلوك سفك الأوراق والاستجابة الفموية. كما تمت مناقشة الرؤى المكتسبة في هذه الدراسة لفحص مستنسخات أشجار المطاط لتحمل الجفاف.

Translated Description (French)

La sélection de clones tolérants à la sécheresse est devenue un défi majeur dans les programmes de sélection du caoutchouc entrepris pour assurer la durabilité de la production de caoutchouc naturel, car les plantations de caoutchouc se développent dans les zones sujettes à la sécheresse. La vulnérabilité du xylème à la cavitation est un trait lié à la mortalité induite par la sécheresse. Il peut être rapidement évalué sans soumettre les matériaux végétaux à un stress de sécheresse, ce qui le rend utile dans le dépistage à grande échelle de la tolérance à la sécheresse dans un proche avenir. Nous avons d'abord comparé les techniques les plus utilisées pour mesurer la vulnérabilité à la cavitation (pressurisation de l'air et Cavitron) sur cette espèce, et l'effet des conditions de l'échantillon (taille, âge et exposition au soleil), afin d'assurer une analyse fiable. Deuxièmement, dix clones de caoutchouc ont été comparés pour leur vulnérabilité du xylème à la cavitation dans les branches et les pétioles, et pour d'autres traits liés à la réponse à la sécheresse, y compris la réponse stomatique et l'excrétion foliaire survenant lors d'une sécheresse simulée. Nous avons également testé la plasticité de la vulnérabilité à la cavitation sur deux clones cultivés en trois endroits avec des régimes de précipitations contrastés. Nous n'avons trouvé aucune variabilité clonale et une petite plasticité phénotypique pour la vulnérabilité du xylème à la cavitation dans les branches. Cependant, des différences clonales dans la vulnérabilité du xylème à la cavitation ont été trouvées dans les pétioles, et les clones ont également montré des différences dans la réponse stomatique et dans le comportement d'excrétion des feuilles en réponse à une sécheresse simulée. Notre étude suggère une canalisation génétique pour la vulnérabilité à la cavitation dans les organes essentiels à la survie, tels que les branches, alors qu'il existe des différences clonales pour les traits liés à l'évitement de la sécheresse : vulnérabilité à la cavitation des pétioles, comportement de perte de feuilles et réponse stomatique. Les connaissances acquises dans cette étude pour le criblage des clones d'hévéas pour la tolérance à la sécheresse sont également discutées.

Translated Description (Spanish)

La selección de clones tolerantes a la sequía se ha convertido en un gran desafío en los programas de mejoramiento de caucho emprendidos para garantizar la sostenibilidad de la producción de caucho natural, ya que las plantaciones de caucho se están expandiendo en áreas propensas a la sequía. La vulnerabilidad del xilema a la cavitación es un rasgo relacionado con la mortalidad inducida por la sequía. Se puede evaluar rápidamente sin someter los materiales vegetales a estrés por sequía, por lo que es útil en el cribado a gran escala de la tolerancia a la sequía en un futuro próximo. Primero comparamos las técnicas más utilizadas para medir la vulnerabilidad a la cavitación (presurización del aire y Cavitron) en esta especie, y el efecto de las condiciones de la muestra (tamaño, edad y exposición a la luz solar), con el fin de garantizar un análisis confiable. En segundo lugar, se compararon diez clones de caucho por su vulnerabilidad del xilema a la cavitación en ramas y pecíolos, y por otros rasgos relacionados con la respuesta a la sequía, incluida la respuesta estomática y el desprendimiento de hojas que ocurre durante una sequía simulada. También probamos la plasticidad de la vulnerabilidad a la cavitación en dos clones cultivados en tres ubicaciones con regímenes de precipitación contrastantes. No encontramos variabilidad clonal y una pequeña plasticidad fenotípica para la vulnerabilidad del xilema a la cavitación en las ramas. Sin embargo, se encontraron diferencias clonales en la vulnerabilidad del xilema a la cavitación en los pecíolos, y los clones también mostraron diferencias en la respuesta estomática y en el comportamiento del desprendimiento de hojas en respuesta a una sequía simulada. Nuestro estudio sugiere una canalización genética para la vulnerabilidad a la cavitación en órganos críticos para la supervivencia, como las ramas, mientras que existen diferencias clonales para los rasgos relacionados con la evitación de la sequía: vulnerabilidad a la cavitación de los pecíolos, comportamiento de desprendimiento de hojas y respuesta estomática. También se discuten los conocimientos adquiridos en este estudio para la detección de clones de árboles de caucho para la tolerancia a la sequía.

Files

document.pdf

Files (1.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:dcb4d839ab3906cb8699e54f893f5985
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التباين النسلي للتعرض للتجويف والسمات الأخرى المتعلقة بالجفاف في <em>Hevea brasiliensis</ em> Müll. Arg.
Translated title (French)
Variabilité clonale de la vulnérabilité à la cavitation et à d'autres traits liés à la sécheresse chez <em>Hevea brasiliensis</em> Müll. Arg.
Translated title (Spanish)
Variabilidad clonal por vulnerabilidad a la cavitación y otros rasgos relacionados con la sequía en <em>Hevea brasiliensis</em> Müll. Arg.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W285346800
DOI
10.20870/jph.2015.e001

Is supplement to
https://openalex.org/W4387693531 (Other)
https://openalex.org/W4281660065 (Other)
https://openalex.org/W3141925565 (Other)
https://openalex.org/W3086552894 (Other)
https://openalex.org/W2625920833 (Other)
https://openalex.org/W2361502893 (Other)
https://openalex.org/W2160340412 (Other)
https://openalex.org/W1976121206 (Other)
https://openalex.org/W1843044024 (Other)
https://openalex.org/W1519504138 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W125168797
  • https://openalex.org/W1428151053
  • https://openalex.org/W1522531406
  • https://openalex.org/W1553011431
  • https://openalex.org/W1605702094
  • https://openalex.org/W1614842267
  • https://openalex.org/W169370418
  • https://openalex.org/W1969883162
  • https://openalex.org/W1971448681
  • https://openalex.org/W1975191764
  • https://openalex.org/W1990516207
  • https://openalex.org/W1991569791
  • https://openalex.org/W2002590286
  • https://openalex.org/W2010681764
  • https://openalex.org/W2019381671
  • https://openalex.org/W2023598826
  • https://openalex.org/W2037460649
  • https://openalex.org/W2040769205
  • https://openalex.org/W2041755323
  • https://openalex.org/W2043179183
  • https://openalex.org/W2055860673
  • https://openalex.org/W2056741245
  • https://openalex.org/W2071484000
  • https://openalex.org/W2073473064
  • https://openalex.org/W2076753578
  • https://openalex.org/W2077107526
  • https://openalex.org/W2091286206
  • https://openalex.org/W2092384363
  • https://openalex.org/W2099182491
  • https://openalex.org/W2101176561
  • https://openalex.org/W2103081378
  • https://openalex.org/W2103755337
  • https://openalex.org/W2107529892
  • https://openalex.org/W2113891847
  • https://openalex.org/W2118240320
  • https://openalex.org/W2119006714
  • https://openalex.org/W2119388700
  • https://openalex.org/W2124978037
  • https://openalex.org/W2128562743
  • https://openalex.org/W2141779361
  • https://openalex.org/W2146956314
  • https://openalex.org/W2152879808
  • https://openalex.org/W2156425846
  • https://openalex.org/W2159195238
  • https://openalex.org/W2166454462
  • https://openalex.org/W2168333509
  • https://openalex.org/W2169247871
  • https://openalex.org/W2187772116
  • https://openalex.org/W2189485307
  • https://openalex.org/W2299162882
  • https://openalex.org/W2313416937
  • https://openalex.org/W2326993368