Comparison of growth, nutrition and soil properties of pure and mixed stands of Populus deltoides and Alnus subcornata

Abstract

Nueva especie de Melampsora sobre Populus deltoides Stoneville 70 en Mendoza, Argentina

En Argentina, al igual que en otros países, las plantaciones de álamo siempre han estado sujetas a peligros fitosanitarios. La roya, causada por Melampsora spp., es una de las enfermedades más serias a nivel mundial. La clasificación de las especies de Melampsora se basa principalmente en las características morfológicas de los estados uredial y telial, y a los hospederos que poseen en su estado aecial y telial. Dada la observación de pústulas con características diferentes a las de Melampsora larici-populina (única especie citada para la provincia de Mendoza), es que el objetivo del presente trabajo fue identificar la especie de Melampsora observada en álamos del clon Stoneville 70, localizados en el distrito de San Carlos, provincia de Mendoza, Argentina. Para ello, fueron tomadas al azar, muestras de hojas sintomáticas, a partir de las cuales se realizó la descripción sintomatológica y posteriormente microscópica, registrándose la morfometría de 100 uredosporas y teliosporas. Las características analizadas concuerdan con aquellas reportadas en la bibliografía para las especies M. larici-tremulae, M. magnusiana, M. pinitorqua y M. rostrupii. Debido a la dificultad que muestran estas especies en ser distinguidas, Wilson y Henderson (1966) adoptan el nombre de M. populnea como especie colectiva. Por ello, se considera oportuno citar a la especie encontrada como M. populnea hasta aclarar con estudios más profundos la identificación definitiva del microorganismo.

Repeated unidirectional introgression towards Populus balsamifera in contact zones of exotic and native poplars.

As the evolutionary significance of hybridization is largely dictated by its extent beyond the first generation, we broadly surveyed patterns of introgression across a sympatric zone of two native poplars (Populus balsamifera, Populus deltoides) in Quebec, Canada within which European exotic Populus nigra and its hybrids have been extensively planted since the 1800s. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) that appeared fixed within each species were characterized by DNA-sequencing pools of pure individuals. Thirty-five of these diagnostic SNPs were employed in a high-throughput assay that genotyped 635 trees of different age classes, sampled from 15 sites with various degrees of anthropogenic disturbance. The degree of admixture within sampled trees was then assessed through Bayesian clustering of genotypes. Hybrids were present in seven of the populations, with 2.4% of all sampled trees showing spontaneous admixture. Sites with hybrids were significantly more disturbed than pure stands, while hybrids comprised both immature juveniles and trees of reproductive age. All three possible F1s were detected. Advanced-generation hybrids were consistently biased towards P. balsamifera regardless of whether hybridization had occurred with P. deltoides or P. nigra. Gene exchange between P. deltoides and P. nigra was not detected beyond the F1 generation; however, detection of a trihybrid demonstrates that even this apparent reproductive isolation does not necessarily result in an evolutionary dead end. Collectively, results demonstrate the natural fertility of hybrid poplars and suggest that introduced genes could potentially affect the genetic integrity of native trees, similar to that arising from introgression between natives.

Adaptation of tree growth to elevated CO2: quantitative trait loci for biomass in Populus

Information on the genetic variation of plant response to elevated CO2 (e[CO2]) is needed to understand plant adaptation and to pinpoint likely evolutionary response to future high atmospheric CO2 concentrations.• Here, quantitative trait loci (QTL) for above- and below-ground tree growth were determined in a pedigree – an F2 hybrid of poplar (Populus trichocarpa and Populus deltoides), following season-long exposure to either current day ambient CO2 (a[CO2]) or e[CO2] at 600 µl l−1, and genotype by environment interactions investigated.• In the F2 generation, both above- and below-ground growth showed a significant increase in e[CO2]. Three areas of the genome on linkage groups I, IX and XII were identified as important in determining above-ground growth response to e[CO2], while an additional three areas of the genome on linkage groups IV, XVI and XIX appeared important in determining root growth response to e[CO2].• These results quantify and identify genetic variation in response to e[CO2] and provide an insight into genomic response to the changing environment

Comparación de materiales y épocas de plantación para Populus sp. : Mendoza (Argentina)

Este ensayo tuvo como objetivo determinar el material y la época de plantación más adecuada para la instalación en sitio definitivo de un cultivo de álamos con los clones Populus euramericana Conti 12 y Populus deltoides Harvard en las condiciones ambientales de la provincia de Mendoza. La plantación se realizó en dos épocas distintas: otoño y primavera, utilizando como material de plantación en ambos casos: a. barbados: plantas con raíz y brote de 1 año (R1T1); b. plantas recepadas: plantas con raíz de 1 año y brote del año cortado a 30 cm de nivel de suelo (R1T0); c. estacas: 1.5-2.5 cm de diámetro y 30-40 cm de longitud. Los resultados se expresaron en porcentaje de plantas prendidas y en volumen de madera producida por hectárea a los siete años en cada una de las variantes. Para los materiales y condiciones del ensayo el mejor resultado fue para el clon Conti 12 plantación en otoño utilizando barbados (plantas R1T1) o plantación en primavera utilizando estacas, barbados (R1T1) o plantas recepadas (R1T0). Para el clon Harvard, plantación en primavera utilizando planta recepada (R1T0) o estacas.

Fuste comercial de clones del género Populus : relación entre volumen y densidad de la madera con nutrientes inorgánicos

El objetivo del trabajo fue determinar sobre 10 clones de álamos, provenientes de cruzamientos intraespecíficos de Populus deltoides e interespecíficos de Populus x canadensis, implantados en Teodelina, Santa Fe, Argentina (34°09' S; 61°15' W), la concentración de nutrientes inorgánicos en su corteza y leño, y sus relaciones con los volúmenes comerciales alcanzados a los 9 años de edad y la densidad básica de la madera. Se apearon ejemplares seleccionados, se calculó su volumen comercial individual y se determinaron la densidad básica y las concentraciones de Ca, Mg, P y K en fuste y corteza. Se realizó análisis de la varianza, test de comparación de medias de Tukey y correlación simple de los diferentes parámetros evaluados. Los resultados arrojaron diferentes contenidos de nutrientes por clon y concentraciones más bajas en la madera que en la corteza, en todos los casos. No hubo correlaciones significativas entre el volumen comercial obtenido, los valores de densidad básica de la madera y los nutrientes inorgánicos, indicando eficiencias individuales en el uso de los recursos inorgánicos.

Susceptibilidad a Septoria musiva de híbridos inter e intraespecíficos de Populus spp. implantados en dos micrositios de la Pampa Húmeda Argentina

En los álamos, una de las enfermedades con mayor influencia en la cantidad y calidad de la madera producida es la cancrosis originada por Septoriamusiva Peck . El objetivo del trabajo fue determinar en clones híbridos de álamos (Populus spp.) la incidencia y la severidad de la enfermedad producida por Septoria, en dos micrositios de un mismo sitio regional, en Alberti, Buenos Aires, Argentina. Los clones utilizados fueron obtenidos de cruzamientos intraespecíficos de Populus deltoides e interespecíficos de P. deltoides x P. nigra (= P. x canadensis). Se determinó la susceptibilidad a la enfermedad para cada clon/micrositio mediante la estimación de la incidencia, del número de cancros en guías y ramas, y la severidad de daños (ID). Los híbridos inter e intraespecíficos de P. deltoides presentaron respuesta clonal diferencial en la susceptibilidad a la cancrosis en ambas situaciones geomórficas: los híbridos provenientes de cruzamientos intraespecíficos resultaron resistentes, y los provenientes de cruzamientos interespecíficos susceptibles a la enfermedad. Las diferencias significativas entre clones, determinadas para el número de lesiones totales por posición en ambas situaciones geomórficas, no determinaron ID diferentes. El número de cancros identificados en cada posición constituye una herramienta de estimación de la susceptibilidad clonal a la cancrosis más exacta, teniendo en cuenta que los mayores perjuicios ocurren cuando las lesiones se presentan en las guías.

Metodologias de preparação de amostras de ferrugem para estudos morfológicos de urediniósporos por meio de microscopia eletrônica de varredura

Amostras de urediniósporos de ferrugens das espécies Melampsora epitea Thum., Melampsora medusae Thuem., Hemileia vastatrix Berk., Uromyces appendiculatum Pers., Puccinia sorghi Schwein., Tranzschelia discolor Fuckel e Phakopsora euvitis Ono, coletadas dos hospedeiros, chorão (Salix sp.), álamo (Populus deltoides Bartr. Ex. Marsh), cafeeiro (Coffea arabica L.), feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), milho (Zea mays L.), pessegueiro (Prunus persicae L.) e videira (Vitis vinifera L.) respectivamente, foram processadas de 3 formas: a) método convencional (fixação em glutaraldeído e tetróxido de ósmio, desidratação em acetona e secagem ao ponto crítico); b) método do vapor de ósmio e metalização com ouro; c) metalização direta de amostras (utilizado para esporos soltos). A técnica de fratura de amostra congelada em nitrogênio líquido também foi testada para o estudo do interior de pústulas da ferrugem da videira (P. euvitis). As amostras foram visualizadas em microscópio eletrônico de varredura no NAP/MEPA da ESALQ/USP. Procedeu-se à mensuração dos esporos e as imagens obtidas foram capturadas pelo software LeoUserInterface e processadas utilizando-se o programa de computador "Corel Draw". Em todos os métodos analisados obteve-se uma boa preservação da estrutura possibilitando imagens de alta qualidade. No entanto, para esporos livres (mantidos em cápsula de gelatina) o método da metalização direta foi mais prático e rápido. Para observação das pústulas em tecido vegetal os dois métodos de processamento de amostras avaliados proporcionaram resultados satisfatórios. A técnica de fratura em nitrogênio líquido também permitiu perfeita visualização do interior das pústulas da ferrugem da videira.

Distribution spatiale des racines fines, disponibilité de la lumière et rendement dans un système de culture intercalaire avec arbres feuillus en zone tempérée

Les distributions spatiales des racines fines de Quercus rubra L. (CHR), Populus deltoides x nigra (DN3570) (PEH) et d’une culture fourragère (FOUR) ont été étudiées dans un système agroforestier de culture intercalaire (SCI) du sud du Québec (Canada). L’étude ne révèle pas d’enracinement plus profond des arbres en SCI, mais des profils superficiels à l’instar de nombreuses espèces d’arbres en plantations ou en milieu naturel. Une séparation spatiale existe entre les systèmes racinaires du FOUR et des CHR dont la densité relative selon la profondeur est plus faible que celle de la culture de 0 à 10 cm, mais plus élevée de 10 à 30 cm. Les PEH ne présentent pas d’adaptation racinaire et les hautes valeurs de densités de longueur racinaires (FRLD) de surface près du tronc entraînent une diminution de 45 % de la densité racinaire de surface du fourrage, suggérant une forte compétition pour les ressources du sol. L’étude du rendement agricole a d’ailleurs révélé des réductions de biomasse fourragère particulièrement près des PEH. Cependant, les résultats d’une analyse à composantes principales suggèrent un impact secondaire de la compétition racinaire sur le rendement agricole, et une plus grande importance de la compétition pour la lumière. L’impact des PEH à croissance rapide sur la culture est plus grand que celui du CHR. Cependant, ils seront récoltés plus rapidement et l’espace libéré favorisera la croissance de la culture intercalaire. Cet aspect dynamique des SCI les rapproche des écosystèmes naturels et devrait être réfléchi et approfondi pour leur succès futur.

Efecto del estrés hídrico en tallos de álamos y discos de hojas colonizados por Septoria musiva

En Mendoza, el cultivo del álamo representa la actividad forestal de mayor importancia dentro de los bosques cultivados bajo riego. La superficie cultivada con estos se estima que alcanza aproximadamente unas 16.000 ha incluyendo las plantaciones en macizo y las plantaciones en línea o cortinas. El microorganismo patógeno Septoria musiva es el agente causal de una de las enfermedades con mayor influencia en la cantidad y calidad de la madera producida por los álamos, el cual se manifiesta produciendo manchas foliares y cancros en troncos y ramas. El sitio y las condiciones meteorológicas adversas, y así como otros agentes de estrés, tales como plagas de insectos, pueden aumentar la incidencia y severidad de la infección por uno o más patógenos. Durante las últimas décadas, los daños causados por estrés hídrico en álamos se están incrementando en varios países, produciendo decaimiento de árboles, ataque de parásitos oportunistas y muerte de plantas. Considerando la importancia del cultivo de álamos en Mendoza y a nivel nacional, sumado al hecho que Septoria musiva es un patógeno endémico en la región provocando grandes pérdidas económicas, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del estrés hídrico en la colonización de tallos y hojas de clones de Populus spp. inoculados por Septoria musiva. Los clones de álamo Harvard y Conti-12 fueron sometidos a tres niveles de estrés hídrico en invernadero (lámina de reposición del 90, 70, 50 % del agua disponible). Luego la mitad de las plantas de cada clon fueron inoculadas con un aislado de Septoria musiva y la otra mitad fueron utilizadas como testigos. La respuesta al patógeno se midió 95 días después, como longitud promedio de cancro y porcentaje promedio del perímetro del tallo afectado por la lesión. Los valores para estas variables fueron mayores cuando aumento el nivel de estrés hídrico para ambos clones. También se llevó a cabo un ensayo de disco de hojas, utilizando hojas de las plantas sometidas a los diferentes niveles de estrés. Estos fueron colocados en cajas de Petri e inoculados con Septoria musiva y sus respectivos testigos con agua estéril. Los clones mostraron una respuesta diferencial al estrés hídrico. En Harvard el porcentaje promedio de área necrótica en hojas aumentó cuando el agua disponible para la planta fue mayor, en cambio en el Clon Conti-12 sucedió lo contrario. Esta investigación aporta información valiosa para el manejo de la salud de las plantaciones forestales de álamo. La información generada en este trabajo resulta de máxima utilidad para los productores, los cuales deberían tomar los recaudos necesarios en el manejo del agua en las plantaciones de modo de disminuir el efecto del estrés hídrico. Situación ésta que puede provocar aumento de la susceptibilidad a la enfermedad por parte de las plantas. Este conocimiento permitirá a los productores maximizar los beneficios del cultivo y reducir al mínimo el riesgo a cancrosis.

4-Coumarate:Coenzyme A Ligase in Hybrid Poplar1 : Properties of Native Enzymes, cDNA Cloning, and Analysis of Recombinant Enzymes

The enzyme 4-coumarate:coenzyme A ligase (4CL) is important in providing activated thioester substrates for phenylpropanoid natural product biosynthesis. We tested different hybrid poplar (Populus trichocarpa × Populus deltoides) tissues for the presence of 4CL isoforms by fast-protein liquid chromatography and detected a minimum of three 4CL isoforms. These isoforms shared similar hydroxycinnamic acid substrate-utilization profiles and were all inactive against sinapic acid, but instability of the native forms precluded extensive further analysis. 4CL cDNA clones were isolated and grouped into two major classes, the predicted amino acid sequences of which were 86% identical. Genomic Southern blots showed that the cDNA classes represent two poplar 4CL genes, and northern blots provided evidence for their differential expression. Recombinant enzymes corresponding to the two genes were expressed using a baculovirus system. The two recombinant proteins had substrate utilization profiles similar to each other and to the native poplar 4CL isoforms (4-coumaric acid > ferulic acid > caffeic acid; there was no conversion of sinapic acid), except that both had relatively high activity toward cinnamic acid. These results are discussed with respect to the role of 4CL in the partitioning of carbon in phenylpropanoid metabolism.

Biomass production in short rotation effluent-irrigated plantations in North-West India

This study estimates above-ground biomass in high density plantations of six important semi-arid tree species at Palwal (70 km from Delhi) irrigated with secondary treated sewage water at the rate of 0, 25, 50 and 100% of daily net evaporation potential (EP). In 2.5 y old plantations (plant spacing, 2 m x 2 m for single stem species and 2 m x 1 m for multi-stem species), Melia azedarach showed fairly high biomass production (38.4 t/ha) followed by Ailanthus excelsa (27.2 t/ha). Order of biomass production (kg / tree) was: Eucalyptus tereticornis (24.1) > A. excelsa (21.8) > M. azedarach (12.6) > Populus deltoides clone G 48 (8.3) > Alstonia scholaris (6.6)> Pongamia pinnata (3.7). Survival of plants after 2.5 y ranged from 25.2% in P. deltoides to 71.7% in P. pinnata, and had a significant effect on biomass production per unit area. ANOVA shows that levels of irrigation (0 - 100%) did not have statistically significant effect on plant growth. Correlation between diameter and biomass was found highly significant (p< 0.01) with R2 nearing to 1.

Evaluación de clones de Populus spp., a los dos años de edad, en dos micrositios de la región pampeana, Argentina

La producción de álamos en la pampa ondulada de la provincia de Buenos Aires podría constituir una actividad alternativa y/o complementaria, debido a zonas ecológicas favorables para su cultivo. En este contexto es importante conocer el comportamiento de los clones en los diversos ambientes para poder definir cuáles de ellos podrían presentar mayor estabilidad para los diferentes sitios. El objetivo del trabajo fue estudiar la interacción existente entre los parámetros de crecimiento y supervivencia de 16 clones de Populus spp. en dos micrositios geomorfológicamente diferentes en la región pampeana, Argentina. Los clones en estudio provienen de cruzamientos intraespecíficos de P. deltoides e interespecíficos de P. deltoides x P. nigra (Populus x canadensis). Se plantaron en dos ensayos, uno por cada situación geomórfica: loma y bajo, y se completó con un análisis estadístico comparando los ensayos en forma individual y conjunta. Cada ensayo se instaló con un diseño de bloques completos al azar. Las variables analizadas fueron la supervivencia, la altura media y el área basal al concluir el segundo año de crecimiento. Para el sitio regional evaluado, la interacción entre los clones y los micrositios fue significativa para las variables altura y supervivencia. La mayor disponibilidad de agua en el micrositio bajo produjo mayores crecimientos clonales con diferencias significativas respecto del micrositio loma. La estabilidad de los atributos de supervivencia y crecimiento frente a los micrositios es un objetivo fundamental en las plantaciones clonales. Siendo los micrositios una realidad ambiental importante, propia como variable no controlable, la reducción de la variabilidad de respuesta ante ellos permitiría la constitución de unidades de manejo más homogéneas.

Das Caldas do Populus à Cidade Aberta à Humanidade

in Varia, Revista do IHA, N.4 (2007), pp.354-369