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Response to multiple stressors in Iberian pine trees: tradeoffs between drought stress and resistance to herbivory.

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Response to multiple stressors in Iberian pine trees: tradeoffs between drought stress and resistance to herbivory.

Suárez Vidal, Estefanía
 
DATE : 2019-10-14
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/1339
UNESCO SUBJECT : 3106.08 Silvicultura ; 2509 Meteorología ; 3108.04 Control Ambiental de Enfermedades
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

Pines for its size and longevity are exposed to many pests and pathogens. Apart from herbivory, water availability is another critical factor. In isohydric species such as pines, scarcity of water causes a restriction of assimilation C, which alters the relative distribution of resources. The main hypothesis is that scarcity of water may limit the defense capacity of the plant. Objective. 1. Determine the ability to produce defenses induced in the absence of photosynthetic assimilation. Three year-old pines from three provenances of contrasted water availability. Study factors: deprivation of assimilation of C (natural light and darkness) and herbivory with Hylobius abietis (herbivory and control). Determining the concentration of nonvolatile resin and polyphenols of the stem exposed to herbivore and the immediately upper and lower parts, and the size of the bites to show how light deprivation affects the production of defenses. Objective. 2. Determine the origin of the resources used in the synthesis of induced defenses herbivory using stable isotopes of C. Greenhouse ... [+]
Pines for its size and longevity are exposed to many pests and pathogens. Apart from herbivory, water availability is another critical factor. In isohydric species such as pines, scarcity of water causes a restriction of assimilation C, which alters the relative distribution of resources. The main hypothesis is that scarcity of water may limit the defense capacity of the plant. Objective. 1. Determine the ability to produce defenses induced in the absence of photosynthetic assimilation. Three year-old pines from three provenances of contrasted water availability. Study factors: deprivation of assimilation of C (natural light and darkness) and herbivory with Hylobius abietis (herbivory and control). Determining the concentration of nonvolatile resin and polyphenols of the stem exposed to herbivore and the immediately upper and lower parts, and the size of the bites to show how light deprivation affects the production of defenses. Objective. 2. Determine the origin of the resources used in the synthesis of induced defenses herbivory using stable isotopes of C. Greenhouse experiment with juvenile of Pinus pinaster. Marking assimilated carbon with 13 C. Determining the isotopic signature of soluble sugars, starch, phenolic resin, nonvolatile fraction of different tissues. C isotopic wood signal serves as an indicator of water use efficiency. Objective. 3. To know the tradeoffs resulting from the cross-hormonal signaling. Demonstrate whether physiological responses as a result of water stress signaling compromise herbivore damage. Experiment under controlled conditions in one year-old Pinus pinaster to check the effects of summer water restriction signaling herbivore damage. Water stress treatments (control / moderate / severe) and herbivory (Hylobius abietis / Thaumetopoea pityocampa / control). Determining the concentration of chemical defenses, stress and oxidative damage and the expression of different genes related to integration and hormonal signs of damage. Objective. 4. Determine the interaction between water stress and herbivory: phenotypic plasticity and intraspecific variation in the effective resistance and defensive strategies. Ascertain whether the drought tolerance interferes with the plasticity of growth responses and biotic resistance in the juvenile stage and if there are differences between and within species. There will be an experiment in controlled conditions. Pinus pinaster and Pinus halepensis from three provenances of contrasting water regimes for each species and six families from each provenance. Three water stress treatments (control / moderate / severe) and experimental herbivory with Hylobius abietis (control and herbivory). Determinig he response aereal and rooth growth, the concentration of chemical defenses and effective resistance by in vivo bioassays. The differences in the efficiency of water use will be analyzed by the ratio of stable isotopes in needles and stems. Objective. 5. Meet tradeoffs between drought tolerance and resistance to herbivory in adulthood. Determine to what extent the capacity to produce induced defenses in response to biotic and genetic aggressions are committed to the efficient use of water and other phenotypic life history traits. Field bioassay with a natural stand of Pinus halepensis, in which different life history traits are evaluated. Tradeoffs between characters is analyzed using correlation analysis. Determine the constitutive and induced flow resin after application of methyl jasmonate in the bark and wood. Growth rate and defensive investment will be assessed retrospectively analyzing tree rings and density of resin canals. δ 13C will be analyzed as an indicator of WUE. [-]
 
Os piñeiros, polo seu tamaño e lonxevidade, están expostos a múltiples pragas e patóxenos. Ademais da herbivoría, a dispoñibilidade de auga é outro factor crítico. En especies isohídricas como os piñeiros, a escaseza de auga provoca unha restrición da asimilación de C, co que se espera que modifique a distribución relativa de recursos. A principal hipótese é que o estres hídrico pode limitar as capacidades defensivas da planta. Obxec. 1. Determinar a capacidade de producir defensas inducidas na ausencia de asimilación fotosintética. Pinus pinaster de tres anos e tres procedencias de réxime hídrico contrastado. Factores de estudo: privación de asimilación de C (luz natural e escuridade total) e herbivoría con Hylobius abietis (herbivoría e control). Determinarase a concentración de resina non volátil e polifenoles totais da sección do tallo exposto ó herbívoro e nas inmediatamente superior e inferior, así como o tamaño das mordeduras para coñecer cómo afecta a privación de luz á produción de defensas. Obxec. 2. Determinar a orixe dos recursos carbonados empregados na síntese ... [+]
Os piñeiros, polo seu tamaño e lonxevidade, están expostos a múltiples pragas e patóxenos. Ademais da herbivoría, a dispoñibilidade de auga é outro factor crítico. En especies isohídricas como os piñeiros, a escaseza de auga provoca unha restrición da asimilación de C, co que se espera que modifique a distribución relativa de recursos. A principal hipótese é que o estres hídrico pode limitar as capacidades defensivas da planta. Obxec. 1. Determinar a capacidade de producir defensas inducidas na ausencia de asimilación fotosintética. Pinus pinaster de tres anos e tres procedencias de réxime hídrico contrastado. Factores de estudo: privación de asimilación de C (luz natural e escuridade total) e herbivoría con Hylobius abietis (herbivoría e control). Determinarase a concentración de resina non volátil e polifenoles totais da sección do tallo exposto ó herbívoro e nas inmediatamente superior e inferior, así como o tamaño das mordeduras para coñecer cómo afecta a privación de luz á produción de defensas. Obxec. 2. Determinar a orixe dos recursos carbonados empregados na síntese de defensas inducidas por herbivoría usando isótopos estables de C. Realizarase un experimento en invernadero con xuvenís de Pinus pinaster. Marcaxe do carbono asimilado con 13C. Determinarase o sinal isotópico en azucres solubles, amidón, resina non volátil e na fracción fenólica de diferentes tecidos. O sinal isotópico de C na madeira de plantas control servirá como un indicador da eficiencia do uso da auga. Obxec. 3. Coñecer os compromisos derivados da sinalización hormonal cruzada. Demostrar se as respostas fisiolóxicas consecuencia do estres hídrico comprometen a sinalización do dano por herbívoros. Experimento en condicións controladas en Pinus pinaster de un ano para comprobar os efectos da restrición hídrica estival sobre a sinalización do dano da herbivoría. Tratamentos de estres hídrico (control/moderado/severo) e herbivoría (Hylobius abietis/Thaumetopoea pityocampa/control) . Determinarase a concentración de defensas químicas, estres e dano oxidativo e a expresión de diferentes xenes relacionados coa integración e sinalización hormonal do dano. Obxec. 4. Determinar a interacción entre estres hídrico e herbivoría: plasticidade fenotípica e variación intraespecífica na resistencia efectiva e estratexias defensivas. Indagarase se a tolerancia á seca interfire coa plasticidade nas respostas de crecemento e resistencia biótica na fase xuvenil e se existen diferenzas entre e dentro das especies. Realizarase un experimento en condicións controladas con Pinus pinaster e Pinus halepensis, tres procedencias de réximes hídricos contrastados de cada especie e seis familias de cada procedencia. Tres tratamentos de estres hídrico (control/moderado/severo) e herbivoría experimental con Hylobius abietis (control e herbivoría). Estudarase a resposta en crecemento aéreo e radical, a concentración de defensas químicas e resistencia efectiva mediante bioensaios in vivo. As diferenzas na eficiencia do uso da auga analizaranse mediante relacións entre isótopos estables nas acículas e tallo. Obxec. 5. Coñecer os compromisos entre a tolerancia á seca e a resistencia á herbivoría na etapa adulta. Determinar en qué medida a capacidade de producir defensas inducidas en resposta a agresións bióticas está xenética e fenotípicamente comprometida coa eficiencia no uso da auga e outros carácteres de historia vital. Bioensaio no campo sobre un rexenerado coetáneo de Pinus halepensis, no que se avaliarán distintos carácteres de historia vital. Analizaranse os compromisos entre carácteres mediante análise de correlación. Determinarase o fluxo de resina constitutiva e inducida trás a aplicación de metil-jasmonato na cortiza e extraeranse testigos de madeira para medir retrospectivamente a capacidade de crecemento, avaliar a densidade de canais resiníferos e analizar a δ 13C como indicador da eficiencia do uso da auga. [-]
 
Los pinos por su tamaño y longevidad, están expuestos a muchas plagas y patógenos. Aparte de la herbivoría, la disponibilidad de agua es otro factor crítico. En especies isohídricas como los pinos, la escasez de agua provoca una restricción de la asimilación C, que altera la distribución relativa de los recursos. La hipótesis principal es que la escasez de agua puede limitar la capacidad defensiva de la planta. Objetivo. 1. Determinar la capacidad de producir defensas inducidas en ausencia de asimilación fotosintética. Pinus pinaster de tres años y tres procedencias de régimen hidrológico contrastado. Factores de estudio: la privación de asimilación de C (luz natural y oscuridad total) y herbivoría con Hylobius abietis (herbivoría y control). Determinar la concentración de resina no volátil y polifenoles totales del tallo expuesto al herbívoro y en las inmediatamente superiores e inferiores, así como el tamaño de las mordeduras para saber cómo afecta la privación de luz a la producción de defensas. Objetivo. 2. Determinar el origen de los recursos empleados en la síntesis de ... [+]
Los pinos por su tamaño y longevidad, están expuestos a muchas plagas y patógenos. Aparte de la herbivoría, la disponibilidad de agua es otro factor crítico. En especies isohídricas como los pinos, la escasez de agua provoca una restricción de la asimilación C, que altera la distribución relativa de los recursos. La hipótesis principal es que la escasez de agua puede limitar la capacidad defensiva de la planta. Objetivo. 1. Determinar la capacidad de producir defensas inducidas en ausencia de asimilación fotosintética. Pinus pinaster de tres años y tres procedencias de régimen hidrológico contrastado. Factores de estudio: la privación de asimilación de C (luz natural y oscuridad total) y herbivoría con Hylobius abietis (herbivoría y control). Determinar la concentración de resina no volátil y polifenoles totales del tallo expuesto al herbívoro y en las inmediatamente superiores e inferiores, así como el tamaño de las mordeduras para saber cómo afecta la privación de luz a la producción de defensas. Objetivo. 2. Determinar el origen de los recursos empleados en la síntesis de defensas inducidas por herbivoría utilizando isótopos estables de C. Experimento en invernadero con juveniles de Pinus pinaster. Marcaje de carbono asimilado con 13C. Determinar de la señal isotópica en azúcares solubles, almidón, fracción fenólica y resina no volátil de diferentes tejidos. La señal isotópica de C en madera sirve como un indicador de la eficiencia del uso del agua. Objetivo. 3. Conocer los compromisos derivados de la señalización hormonal cruzada. Demostrar si las respuestas fisiológicas como resultado del estrés hídrico comprometen la señalización del daño por herbívoros. Experimento en condiciones controladas en Pinus pinaster un año para comprobar los efectos de la restricción del agua estival en de señalización del daño por herbivoría. Tratamientos de estrés hídrico (control / moderado / severo) y la herbivoría (Hylobius abietis / Thaumetopoea pityocampa / control). Determinar la concentración de defensas químicas, el estrés y el daño oxidativo y la expresión de diferentes genes relacionados con la integración y señales hormonales de daños. Objetivo. 4. Determinar la interacción entre el estrés hídrico y la herbivoría: plasticidad fenotípica y la variación intraespecífica en la resistencia efectiva y estrategias defensivas. Indagar si la tolerancia a la sequía interfiere con la plasticidad de las respuestas de crecimiento y la resistencia biótica en la etapa juvenil y si hay diferencias entre y dentro de las especies. Habrá un experimento en condiciones controladas con Pinus pinaster y Pinus halepensis, tres procedencias de regímenes hídricos contrastados de para cada especie y seis familias de cada procedencia. Tres tratamientos de estrés hídrico (control / moderada / severo) y la herbivoría experimental Hylobius abietis (control y herbivoría). Se estudiará la respuesta en crecimiento aéreo y radical, la concentración de defensas químicas y resistencia efectiva mediante bioensayos in vivo. Las diferencias en la eficiencia del uso del agua se analizarán mediante la relación de isótopos estables en acículas y tallo. Objetivo. 5. Conocer los compromisos entre tolerancia a la sequía y resistencia a la herbivoría en la etapa adulta. Determinar en qué medida la capacidad de producir defensas inducidas en respuesta a agresiones bióticas está genética y fenotípica comprometida con la eficiencia en el uso del agua y otros caracteres de la historia vital. Bioensayo en campo de un regenerado coetáneo de Pinus halepensis, en el que se evaluarán diferentes caracteres de historia vital. Se analizarán los compromisos entre caracteres mediante análisis de correlación. Determinar el flujo de resina constitutiva e inducida tras la aplicación de metil jasmonato en la corteza y la madera. Se extraerán testigos de madera para análisis restropectivos del crecimiento, densidad de canales resiníferos y análisis del δ 13C como indicador de la WUE. [-]

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