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Impacto do Oídio em Jovens Carvalho

Analisando os efeitos do oídio no crescimento e sobrevivência de jovens carvalhos.

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Os primeiros estágios da vida de uma árvore são super importantes para o seu crescimento e sobrevivência no geral. Muitas árvores jovens, como as que estão nas florestas, enfrentam altas taxas de morte, especialmente no primeiro ano. Isso é influenciado por vários fatores no ambiente, incluindo doenças causadas por patógenos. As árvores jovens, ou mudas, são especialmente vulneráveis a essas doenças porque seus tecidos ainda são macios e não estão totalmente desenvolvidos.

Uma doença comum que afeta jovens árvores de carvalho na Europa é o míldio. Essa doença pode reduzir muito as taxas de crescimento e sobrevivência das mudas de carvalho. É crucial estudar como o míldio afeta a vida inicial das árvores de carvalho para entender melhor como promover um crescimento saudável e a regeneração das florestas.

Efeitos dos Patógenos nas Árvores Jovens

Os patógenos, que são organismos nocivos que causam doenças nas plantas, podem ter um grande impacto nas populações de árvores. Eles não só afetam árvores individuais, mas também podem mudar a composição total de uma floresta. Para as árvores jovens, as doenças podem levar à morte e afetar a diversidade de espécies na área. Isso é especialmente importante em florestas tropicais ricas, onde muitas espécies diferentes de árvores coexistem.

As jovens árvores de carvalho não são apenas afetadas pela competição com outras plantas; elas também podem sofrer quando os patógenos estão presentes. Estudos mostram que algumas doenças podem influenciar quais espécies de árvores prosperam e quais não, causando taxas de morte mais altas entre certos tipos de mudas.

Entendendo o Míldio

O míldio é um problema comum para as árvores de carvalho, especialmente o carvalho pedunculado. Essa doença afeta as folhas da árvore, reduzindo sua capacidade de fazer fotossíntese - o processo pelo qual as plantas convertem a luz do sol em energia. Quando infectadas, as árvores podem apresentar crescimento atrofiado, estruturas mais fracas e até mesmo morte.

As árvores jovens estão particularmente em risco porque têm tecidos mais macios que são mais facilmente danificados pela doença. O míldio não só reduz a capacidade das folhas de coletar luz solar, mas também danifica as raízes da planta, dificultando a obtenção de nutrientes do solo.

Objetivos da Pesquisa

Esse estudo tem como objetivo examinar os efeitos do míldio em jovens árvores de carvalho durante os estágios iniciais de crescimento. Especificamente, queremos:

  1. Investigar como o míldio afeta as taxas de sobrevivência de jovens árvores de carvalho.
  2. Entender se diferentes famílias de carvalho reagem de forma diferente ao míldio.
  3. Determinar se a presença do míldio afeta a diversidade genética das árvores de carvalho.

Desenho Experimental

Para explorar essas questões, os pesquisadores realizaram um experimento em um ambiente controlado. Bolotas de carvalho foram coletadas de diferentes árvores e plantadas em dois tipos de parcelas: uma exposta ao míldio natural e a outra protegida com um fungicida. Ao longo de vários anos, o crescimento e a sobrevivência dessas jovens árvores foram monitorados de perto.

A cada ano, os pesquisadores registraram quantas árvores sobreviveram e mediram sua Altura, acompanhando o impacto do míldio em seu crescimento e saúde. Com esses dados extensivos, eles puderam analisar como diferentes condições afetaram as árvores.

Sobrevivência das Mudas de Carvalho

No experimento, as mudas de carvalho mostraram uma taxa de sobrevivência impressionante durante os primeiros anos, muitas vezes acima de 90%. No entanto, essa taxa caiu significativamente com o passar do tempo, especialmente para aquelas expostas ao míldio natural. As taxas de mortalidade mais altas ocorreram na primavera, quando as árvores não conseguiram produzir novas folhas.

O uso de fungicida foi eficaz em proteger as árvores da doença. Nas parcelas com fungicida, as árvores mantiveram taxas de sobrevivência mais altas e cresceram mais do que aquelas nas parcelas naturalmente infectadas. Os pesquisadores notaram que a quantidade de área foliar infectada pelo míldio era um fator crítico na sobrevivência das mudas.

Impacto do Peso da Bolota e Exposição à Doença

O peso da bolota da qual uma muda cresce também desempenha um papel em sua sobrevivência. Bolotas mais pesadas levam a uma chance maior de sobrevivência das mudas. No estudo, os pesquisadores descobriram que à medida que o peso da bolota aumentava, também aumentava a probabilidade de sobrevivência da muda.

A interação entre a exposição ao míldio e o peso da bolota também foi examinada, mas não mostrou um efeito significativo. Isso sugere que, embora ambos os fatores sejam importantes, eles não necessariamente se afetam de uma maneira que altera os resultados de sobrevivência.

Altura e Danos por Geada

A altura das mudas no final da primeira temporada de crescimento foi outro indicador importante da prontidão delas para sobreviver. Mudas mais altas tinham uma chance melhor de sobreviver nos anos seguintes. No entanto, fatores como danos por geada também desempenharam um papel; mudas que sofreram danos por geada eram menos propensas a sobreviver.

A relação entre altura e sobrevivência foi forte, com árvores mais altas tendo melhores chances em ambientes com baixa e alta pressão de doença. Isso ressalta a importância do crescimento inicial para determinar o sucesso a longo prazo das árvores jovens.

Diferenças Entre Famílias de Carvalho

Curiosamente, o impacto do míldio variou entre diferentes famílias de carvalho. Algumas famílias mostraram melhores taxas de sobrevivência tanto sob infecções naturais quanto em tratamentos com fungicida, sugerindo diferenças inerentes na resistência ou tolerância à doença.

Os pesquisadores descobriram que as famílias de carvalho mais competitivas, aquelas que prosperaram em baixa pressão de doença, continuaram a se sair bem mesmo quando os níveis de doença aumentaram. Isso indica que algumas famílias são naturalmente mais adequadas para resistir aos efeitos negativos do míldio.

O desempenho das famílias em termos de sobrevivência foi analisado, com resultados mostrando que a classificação das famílias em termos de sobrevivência se manteve consistente, independentemente da pressão da doença. Essa foi uma descoberta inesperada, pois levantou perguntas sobre se existe uma compensação entre potencial de crescimento e resistência à doença.

O Papel da Tolerância

Os resultados sugerem que, em vez de focar apenas na resistência ao míldio, a tolerância pode desempenhar um papel significativo na sobrevivência das árvores de carvalho. Tolerância refere-se à capacidade de uma planta de suportar danos sem perda significativa de crescimento ou saúde.

Neste estudo, as famílias que se saíram bem sob alta pressão de doença também eram as mesmas que mostraram forte potencial de crescimento em um ambiente protegido. Essa alinhamento sugere que essas famílias podem possuir características que permitem lidar melhor com a presença de patógenos.

Composição Familiar e Diversidade

O estudo também analisou como a diversidade de famílias de carvalho mudou sob diferentes pressões de doenças. Os pesquisadores notaram que as populações sobreviventes eram um pouco menos diversas sob alta pressão de míldio. O bom desempenho das famílias de crescimento rápido pode ter contribuído para essa falta de diversidade, já que essas famílias continuaram a prosperar apesar do risco de doença.

Embora diferenças na altura das famílias e potencial de crescimento tenham sido observadas, a composição geral das famílias em termos de representação dentro da população não mostrou mudanças significativas.

Diversidade Genética nas Populações de Carvalho

Outro aspecto importante do estudo foi a diversidade genética dentro das populações de carvalho. Apesar das altas taxas de mortalidade devido ao míldio, os pesquisadores não encontraram mudanças significativas na diversidade genética das populações de carvalho ao longo do experimento.

Esse achado sugere que a diversidade genética de fundo nas árvores de carvalho é robusta o suficiente para suportar as pressões impostas pelo míldio. Além disso, a alta variabilidade genética pode ajudar a manter a saúde da população apesar da presença de patógenos.

Heterozigosidade Individual e Sobrevivência

Uma medida específica de diversidade genética analisada foi a heterozigosidade individual, que examina quão diferentes são os genes de um indivíduo. O estudo não encontrou um aumento significativo na heterozigosidade entre as populações de carvalho sobreviventes em comparação com aquelas que morreram. No entanto, mudas com níveis muito baixos de heterozigosidade eram mais propensas a morrer.

Isso poderia sugerir que, embora a heterozigosidade não impacte significativamente as taxas de sobrevivência gerais, pode desempenhar um papel sutil em proteger indivíduos de doenças. Mais pesquisas seriam necessárias para entender completamente essas dinâmicas.

Associações Genéticas

O estudo também tinha como objetivo identificar quaisquer marcadores genéticos associados à sobrevivência e outras características. No geral, foram encontradas poucas associações significativas entre os marcadores genéticos e as características investigadas. Alguns SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único) estavam ligados ao peso da bolota e à sobrevivência, mas essas relações não eram tão fortes quanto se poderia esperar.

Essa falta de associações fortes indica que a genética da resistência ao míldio nas árvores de carvalho é complexa e não totalmente compreendida.

Conclusão

A pesquisa destaca o impacto significativo do míldio nas jovens árvores de carvalho durante seus estágios iniciais de crescimento. As taxas de sobrevivência são influenciadas por uma combinação de fatores, incluindo pressão de doença, peso da bolota, altura e danos por geada. Também há evidências de que algumas famílias de carvalho estão melhor equipadas para lidar com os efeitos negativos do míldio.

Embora o estudo não tenha encontrado mudanças substanciais na diversidade genética ou associações genéticas fortes com resistência a doenças, sugere que a tolerância pode desempenhar um papel mais crucial na sobrevivência das mudas de carvalho. Entender essas relações é vital para melhorar as práticas de manejo florestal e garantir a saúde das populações de carvalho diante dos desafios das doenças.

Pesquisas futuras devem continuar a aprofundar a genética das árvores de carvalho para entender melhor como protegê-las contra ameaças de patógenos como o míldio. Fazendo isso, podemos apoiar a regeneração dessas árvores importantes e manter a biodiversidade das nossas florestas.

Fonte original

Título: Demographic and genetic impacts of powdery mildew in a young oak cohort

Resumo: The demographic and genetic impacts of powdery mildew on the early stages of an oak population were studied in an ad hoc field design with two disease exposures. This enabled a detailed phenotypic monitoring of 1,733 emerging individuals from 15 progenies over nine years, and the genotyping of 68% of them. The pathogen induced high levels of seedling mortality several years after sowing, associated with reduced growth and capacity to overwinter. The probability of juvenile survival could be predicted from mean disease severity in early years and acorn weight. Fast-growing families showed the highest survival rate under both natural and protected disease exposure. Correlatively, no equalizing effect of increased powdery mildew pressure on the relative contribution of mother trees to the next generation could be detected. Contrary to a possible trade-off hypothesis between growth and defense, family height potential was not negatively related to disease resistance across the studied oak mother trees. Overall, our results suggest that in Quercus robur natural populations, infection levels (related to resistance sensu stricto) may be less determinant than growth-related tolerance to infection for the fate of seedlings. However, an equalizing effect of powdery mildew on relative oak genotype performances cannot be excluded at later stages since such an effect was already visible on height. Average genomic diversity was not significantly affected by mortality associated with powdery mildew. However, our study brings support to a deleterious effect of very low individual heterozygosity on the probability of survival across the different families. Finally, our study points to a few candidate genes for several fitness-related traits.

Autores: Benoit Barrès, B. Barres, C. Dutech, G. Saint-Jean, C. Bodenes, C. Burban, V. Fievet, C. Lepoittevin, P. Garnier-Gere, M.-L. Desprez-Loustau

Última atualização: 2024-03-27 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.22.546164

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.22.546164.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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