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Abstract

Genetic variation in ecophysiological and survival responses to drought was studied in 2 northern Arizona native grass species, Koeleria macrantha (Ledeb.) Schult. (prairie Junegrass) and Elymus elymoides (Raf.) Swezey. ssp. elymoides (squirreltail). Low- and high-elevation populations of each species were compared in a greenhouse common garden experiment that included simulated drought. Leaf gas-exchange characteristics were significantly affected by simulated drought and often by population elevation, but gas-exchange responses to drought were similar for high- and low-elevation populations. Compared to high-elevation populations, low-elevation populations of both species had higher net photosynthetic rate and predawn water potential, and for E. elymoides had higher stomatal conductance. Leaf-level water-use efficiency did not differ between populations for either species. Populations also differed significantly in leaf morphological characteristics related to water use. Compared to high-elevation populations, low-elevation populations of both species had smaller leaves. Low-elevation populations of both species survived aboveground longer than high-elevation populations during drought, with a larger difference in K. macrantha than in E. elymoides. These results suggest strong selection for drought adaptation and water use along an elevational and water-availability gradient in native grasses.


Se estudió la variación genética en respuestas ecofisiológica y de sobrevivencia a la sequía en dos especies de pasto nativo del norte de Arizona, Koeleria macrantha(Ledeb.) Schult. (“prairie Junegrass”) y Elymus elymoides (Raf.) Swezey. spp. elymoides(“squirreltail”). Se compararon poblaciones de cada especie a elevaciones altas y bajas durante un experimento de jardín común en un invernadero que simulaba condiciones de sequía. Las características relacionadas con el intercambio de gases a nivel de hoja se vieron afectadas significativamente por la sequía simulada y con frecuencia por la elevación de la población, pero la respuesta del intercambio de gases a la sequía fue similar en las poblaciones de alta y baja elevación. En comparación con las poblaciones altas, las poblaciones bajas, en ambas especies, tuvieron una elevada tasa neta de fotosíntesis y un mayor potencial hídrico previo al amanecer; E. elymoides tuvo mayor conductancia estomática. La eficiencia en el uso del agua (EUA) a nivel de hoja no difirió entre poblaciones en ninguna especie. Las poblaciones sí difirieron significativamente en las características de la morfología de la hoja relacionadas con el uso del agua. Comparadas con las poblaciones altas, las poblaciones bajas de ambas especies tuvieron hojas más pequeñas. Durante la sequía, la parte de la planta que estaba encima de la tierra sobrevivió por más tiempo en las poblaciones bajas de ambas especies que en las poblaciones altas, con una mayor diferencia en K. macrantha que enE. elymoides. Estos resultados indican que hay una fuerte selección para la adaptación a la sequía y el uso del agua a lo largo de una gradiente de elevación y de disponibilidad de agua en pastos nativos.

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