Interpopulational seed hydration memory does not affect seed germination of Xiquexique gounellei (F.A.C.Weber ex K.Schum) Lavor & Calvente subsp. gounellei (Cactaceae) under water deficit

Abstract

Summary: The passage of seeds through hydration and dehydration cycles (HD cycles) can be essential for the acquisition of tolerance and survival to abiotic stress conditions. Since seeds of species from semi-arid ecosystems naturally undergo discontinuous hydration when they germinate, the aim of this study was to compare the seed germination of Xiquexique gounellei subsp. gounellei (Cactaceae) from different populations growing in the Caatinga, a Tropical Dry Forest in Northeastern Brazil, submitted to water deficit after HD cycles. We collected seeds from two populations growing in the municipalities of Canindé de São Francisco and Sousa. We subjected the seeds to 0, 1, 2 and 3 HD cycles and placed them to germinate at osmotic potentials 0.0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8 and -1.0 MPa. From the results of this study, we observed that the two populations do not respond significantly to HD cycles, however the population of Canindé de São Francisco showed a higher germinability in a shorter period, as well as a higher germination speed. Although the two populations grow in the same ecosystem, we observed different germinative behaviour between the populations. Differences in seed germination from the two populations may be related to the phenotypic plasticity of the species influenced by genotypic variation and differences in seasonality and microhabitat conditions in which the populations are growing. Zusammenfassung: Das Durchlaufen von Samen durch Hydratations- und Dehydratationszyklen (HD-Zyklen) kann für den Erwerb von Toleranz gegenüber abiotischen Stressbedingungen und das Überleben erforderlich sein. Da Samen von Arten aus semi-ariden Ökosystemen bei der Keimung auf natürliche Weise einer diskontinuierlichen Hydration unterliegen, war es das Ziel dieser Studie, die Keimung der einem nach HD-Zyklen entstandenen Wasserdefizit ausgesetzten Samen von Xiquexique gounellei subsp. gounellei (Cactaceae) aus verschiedenen in der Caatinga, einem tropischen Trockenwald Nordostbrasiliens, wachsenden Populationen zu vergleichen. Wir sammelten Samen von zwei Populationen in den Gemeinden Canindé de São Francisco und Sousa. Wir setzten die Samen 0, 1, 2 und 3 HD-Zyklen aus und legten sie bei osmotischen Potentialen von 0.0, –0.2, –0.4, –0,6, –0.8 und –1.0 Mpa zur Keimung aus. Als Ergebnisse dieser Studie sahen wir, dass die beiden Populationen nicht signifikant auf HD-Zyklen reagieren, wenn auch die Population von Canindé de São Francisco eine höhere Keimrate in kürzerer Zeit sowie eine höhere Keimgeschwindigkeit zeigte. Obwohl die beiden Populationen im selben Ökosystem wachsen, beobachteten wir Unterschiede in ihrem Keimverhalten. Die unterschiedliche Samenkeimung der beiden Populationen kann mit der phänotypischen Plastizität der Arten zusammenhängen, die durch genotypische Variation sowie Unterschiede in der Saisonalität und den Mikrostandortbedingungen, unter denen die Populationen wachsen, beeinflusst wird.