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Abstract

Invasive species are among the most pressing ecological problems on earth, with Bromus tectorum L. (cheatgrass) being among the most widespread and problematic invaders in deserts of North America. Cheatgrass has distinct genotypes that can become widespread in desert ecoregions within their introduced range. The objective of this study is to compare the germination responses of a dominant genotype in the cool, semiarid Great Basin Desert to a common genotype in the hot, hyperarid Mojave Desert to test whether their germination strategies differed based on the contrasting climate of these 2 deserts. The germination responses of both genotypes were characterized using factorial combinations of 4 temperatures (0, 10, 20, and 30 °C), and 3 water potentials (0, –0.9, and –1.8 MPa) meant to cover the broad range of temperatures and water availability in these 2 deserts. The germination of both genotypes was equally constrained by low water potential (–1.8 MPa) and freezing temperatures but showed trends of increased germination with greater water availability and warmer temperatures. However, the Mojave genotype showed less total germination as temperature and water availability increased than the Great Basin genotype did. This interaction was particularly pronounced at 30 °C, where the Mojave genotype exhibited 7.3 times less germination in response to increased water availability compared to the Great Basin genotype. High-temperature dormancy may be a strategy to protect the Mojave genotype during midsummer monsoonal rains (common in the Mojave Desert) that can result in seedling mortality when hot, dry periods return at the end of summer.


Las especies invasoras se encuentran entre los problemas ecológicos más apremiantes del planeta, siendo Bromus tectorum L. (pasto espiguilla) uno de los invasores más comunes y problemáticos en los desiertos de América del Norte. El pasto espiguilla tiene distintos genotipos que se han extendido dentro de las regiones ecológicas desérticas de su área introducida de distribución. El objetivo de este estudio es comparar la germinación de un genotipo dominante en el desierto semiárido de la Gran Cuenca (Great Basin) con el genotipo común en el desierto hiperárido de Mojave, para comprobar si las estrategias de germinación difieren según el clima contrastante de estos dos desiertos. Los resultados de germinación de ambos genotipos se caracterizaron utilizando combinaciones factoriales de cuatro temperaturas (0, 10, 20 y 30 °C) y tres potenciales hídricos (0, –0.9 y –1.8 MPa) destinados a cubrir todo el rango de temperaturas y disponibilidad de agua en estos dos desiertos. La germinación de ambos genotipos estuvo igualmente limitada por el bajo potencial hídrico (–1.8 MPa) y las temperaturas bajo cero, pero mostró tendencias de mayor germinación a mayor disponibilidad de agua y temperaturas más cálidas. Sin embargo, el genotipo de Mojave mostró una menor germinación total a medida que aumentaron la temperatura y la disponibilidad de agua. Esto fue particularmente pronunciado a 30 °C, donde el genotipo de Mojave exhibió 7.3 veces menos germinación en respuesta a una mayor disponibilidad de agua en comparación con el genotipo de la Gran Cuenca. El estado de latencia durante temperaturas altas podría ser una estrategia para proteger el genotipo de Mojave durante las lluvias monzónicas de mediados de verano, comunes en el desierto de Mojave, que pueden provocar la mortalidad de las plántulas cuando regresan los períodos calurosos y secos al final del verano.

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