Repositorio
Institucional

Zuniga-Feest, A.

Delgado, M.

Piper, F. I.

Does carbon storage confer waterlogging tolerance? Evidence from four evergreen species of a temperate rainforest

CSIRO PUBLISHING

AUSTRALIAN JOURNAL OF BOTANY

en

Deep shade and waterlogging are two common stressors affecting seedling performance in the understorey of evergreen rainforests. It has been hypothesised that high levels of carbon storage confer shade- and waterlogging tolerances by preventing carbon limitation under such stresses. Whether the tolerance to both stresses is positively or negatively related remains unclear. To explore the role of carbon storage in the relationships of waterlogging and shade tolerance, we investigated the responses to waterlogging and the levels of carbon storage in two species pairs with contrasting shade tolerance: Embothrium coccineum J.R. Forst. & G. Forst. and Gevuina avellana Mol. (Proteaceae) and Nothofagus dombeyi (Mirb.) Oerst. and Nothofagus nitida (Phil.) Krasser (Nothofagaceae). We subjected seedlings to waterlogging or control conditions for 30 days and evaluated survival, relative growth rate (RGR), biomass distribution, leaf chlorophyll fluorescence (F-v/F-m), and concentrations of total soluble sugars, starch and non-structural carbohydrates in different plant tissues. Waterlogging reduced survival, F-v/F-m and RGR in all species, however, the magnitude of reduction of F-v/F-m and RGR was significantly higher in the shade-intolerant species than in their shade-tolerant counterparts. In general, shade-intolerant species had significantly higher non-structural carbohydrate concentrations in waterlogging than in control conditions. By contrast, shade-tolerant species had similar non-structural carbohydrate concentrations under both conditions. Our results indicate that relatively shade-tolerant species performed better under waterlogging. A reduction in non-structural carbohydrates under waterlogging was not observed in any of studied species, rather, shade-intolerant species exhibited nonstructural carbohydrate accumulation suggesting that carbon storage does not confer waterlogging tolerance in these species.

La sombra profunda y el encharcamiento son dos factores de estrés comunes que afectan el rendimiento de las plántulas en el sotobosque de los bosques tropicales siempreverdes. Se ha planteado la hipótesis de que los altos niveles de almacenamiento de carbono confieren tolerancia a la sombra y al encharcamiento al prevenir la limitación de carbono bajo tales estreses. Aún no está claro si la tolerancia a ambos estreses está relacionada positiva o negativamente. Para explorar el papel del almacenamiento de carbono en las relaciones entre el encharcamiento y la tolerancia a la sombra, investigamos las respuestas al encharcamiento y los niveles de almacenamiento de carbono en dos pares de especies con tolerancia a la sombra contrastante: Embothrium coccineum J.R. Forst. y G. Forst. y Gevuina avellana Mol. (Proteaceae) y Nothofagus dombeyi (Mirb.) Oerst. y Nothofagus nitida (Phil.) Krasser (Nothofagaceae). Sometimos plántulas a condiciones de encharcamiento o control durante 30 días y evaluamos la supervivencia, la tasa de crecimiento relativo (RGR), la distribución de biomasa, la fluorescencia de la clorofila foliar (F-v/F-m) y las concentraciones de azúcares solubles totales, almidón y carbohidratos no estructurales en diferentes tejidos vegetales. El encharcamiento redujo la supervivencia, la F-v/F-m y la RGR en todas las especies

sin embargo, la magnitud de la reducción de F-v/F-m y RGR fue significativamente mayor en las especies intolerantes a la sombra que en sus contrapartes tolerantes a la sombra. En general, las especies intolerantes a la sombra tuvieron concentraciones de carbohidratos no estructurales significativamente más altas en condiciones de encharcamiento que en condiciones control. Por el contrario, las especies tolerantes a la sombra tuvieron concentraciones similares de carbohidratos no estructurales en ambas condiciones. Nuestros resultados indican que las especies relativamente tolerantes a la sombra se desempeñaron mejor en condiciones de encharcamiento. No se observó una reducción en los carbohidratos no estructurales en condiciones de encharcamiento en ninguna de las especies estudiadas

más bien, las especies intolerantes a la sombra exhibieron acumulación de carbohidratos no estructurales, lo que sugiere que el almacenamiento de carbono no confiere tolerancia al encharcamiento en estas especies.

Artículo original

Los autores agradecen a DID UACH S-2005 y FONDECYT 1130440 (AZ), MD agradece al proyecto Fondecyt Postdoctoral No. 3150187 y al proyecto Fondecyt Iniciación No. 11170368. FP agradece al FONDECYT 1160330. Adicionalmente, agradecemos a Elvy Pena y al Dr Pablo Donoso de Viveros Bosques del Sur, Universidad Austral de Chile, por el mantenimiento de las plántulas y por proporcionarnos las instalaciones de crecimiento de las plantas.

The authors thank DID UACH S-2005 and FONDECYT 1130440 (AZ), MD thanks Fondecyt Postdoctoral project no. 3150187 and Fondecyt initiation project no. 11170368. FP thanks FONDECYT 1160330. Additionally, we thank Elvy Pena and Dr Pablo Donoso from Viveros Bosques del Sur, Universidad Austral de Chile, for seedling maintenance and providing us with the plant growth facilities.

10.1071/BT17104

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carbon limitation

climate change

cluster roots

flooding

non-structural carbohydrates

swamp forests

Valdivian rainforest

limitación de carbono

cambio climático

raíces de racimo

inundación

carbohidratos no estructurales

bosques pantanosos

selva valdiviana

Plant Sciences

carbon limitation

climate change

cluster roots

flooding

non-structural carbohydrates

swamp forests

Valdivian rainforest

limitación de carbono

cambio climático

raíces de racimo

inundación

carbohidratos no estructurales

bosques pantanosos

selva valdiviana

Silvicultura

Ecología

Botánica

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WOS:000426048700007

Does carbon storage confer waterlogging tolerance? Evidence from four evergreen species of a temperate rainforest

Artículo original

CSIRO PUBLISHING

AUSTRALIAN JOURNAL OF BOTANY

Ciencias de las plantas

0067-1924

en

UACH DID S-2005]

ANID FONDECYT 1130440

ANID FONDECYT 3150187

ANID FONDECYT 11170368

ANID FONDECYT 1160330

The authors thank DID UACH S-2005 and FONDECYT 1130440 (AZ), MD thanks Fondecyt Postdoctoral project no. 3150187 and Fondecyt initiation project no. 11170368. FP thanks FONDECYT 1160330. Additionally, we thank Elvy Pena and Dr Pablo Donoso from Viveros Bosques del Sur, Universidad Austral de Chile, for seedling maintenance and providing us with the plant growth facilities.

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UACH DID S-2005]#ANID FONDECYT 1130440#ANID FONDECYT 3150187#ANID FONDECYT 11170368#ANID FONDECYT 1160330