Effects of wetting and drying cycles on the germination of nine species of the Chihuahuan Desert

Abstract

"Plants from drylands have developed strategies to germinate even in places where available humidity is sporadic with large periods of drought. Previous works determined germination of cacti species as a response to discontinuous humidity events (“seed hydration memory”). This study is aimed at assessing whether species of the Chihuahuan Desert show a seed hydration memory. Our hypothesis is that seeds of desert species can tolerate periods of dehydration after single or multiple hydration events and subsequently germinate more and faster. We evaluated nine species: Sartwellia mexicana, Echinocactus platyacanthus, Cucurbita foetidissima, Lepidium virginicum, Lesquerella berlandieri, Yucca filifera, Atriplex canescens, Nassella tenuissima, and Ferocactus pilosus, using four treatments: T1 = 24 hours hydration/5 days dehydration (HD), T2 = Three consecutive cycles of 24 hours hydration/5 days dehydration, T3 = 72 hours hydration /5 d dehydration, and T4 = Control. Echinocactus platyacanthus, Nassella tenuissima, Ferocactus pilosus, and Lepidium virginicum showed higher germination with HD treatments than the control. Ferocactus pilosus and Lepidium virginicum had the highest germination in T2, Nassella tenuissima in T3, Echinocactus platyacanthus in any HD treatment while Yucca filifera in the control and T2. Yucca filifera and F. pilosus had the lowest germination rate (t50) in T2; E. platyacanthus in T1 and T2. The remaining species didn’t show differences in t50 between treatments. These results indicate that at least some desert species germinate more and faster after single or multiple hydration- dehydration events evincing the ability of those seeds to retain, during dehydration, the physiological changes produced from seed hydration."

"Las especies de zonas áridas han desarrollado estrategias para germinar con poca humedad disponible y prolongadas sequías. Se ha reportado que algunas cactáceas responden a eventos de humedad discontinuos (“memoria de hidratación”). Aquí se evaluó si semillas de especies del Desierto Chihuahuense presentan “memoria de hidratación”. Nuestra hipótesis es que las semillas de especies del desierto pueden tolerar periodos de deshidratación después de eventos de hidratación simples o múltiples y germinar más y más rápido. Se evaluaron nueve especies: Atriplex canescens, Cucurbita foetidissima, Echinocactus platyacanthus, Ferocactus pilosus, Lepidium virginicum, Lesquerella berlandieri, Nassella tenuissima, Sartwellia mexicana, y Yucca flifera, con los siguientes tratamientos: T1 = 24 horas hidratación/5 días deshidratación (HD), T2 = Tres ciclos consecutivos de 24 horas hidratación/5 días deshidratación, T3 = 72 h hidratación/5 días deshidratación y T4 = Testigo. Echinocactus platyacanthus, N. tenuissima, F. pilosus y L. virginicum presentaron mayor germinación con HD que con el testigo. Ferocactus pilosus y L. virginicum tuvieron la mayor germinación con T2, N. tenuissima con T3, E. platyacanthus con cualquiera de los tratamientos de HD y Y. flifera con el testigo y T2. Yucca flifera y F. pilosus mostraron la menor tasa de germinación (t50) en T2 y E. platyacanthus con T1 y T2. El resto de las especies no presentaron diferencias. Estos resultados indican que al menos algunas especies del desierto germinan más y más rápido después de eventos simples o múltiples de hidratación-deshidratación evidenciando su habilidad para mantener, durante la deshidratación, los cambios fsiológicos producidos por la hidratación."