Phenotypic response of Lycopersicon chilense to water deficit

• CARLOS MALDONADO ^[1] ; FRANCISCO A SQUEO ^[1] ; ERIC IBACACHE ^[1]
  1. [1] Universidad de La Serena

     Universidad de La Serena

     La Serena, Chile

     
• Localización: Revista chilena de historia natural, ISSN-e 0717-6317, ISSN 0716-078X, Vol. 76, Nº. 1, 2003, págs. 129-137
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Respuesta fenotípica de Lycopersicon chilense al deficit hídrico
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  • español

    La variación fenotípica que induce el ambiente en las plantas ha sido considerada como una respuesta que maximiza la adaptación a ambientes heterogéneos. Lycopersicon chilense, una especie de tomate endémica del Desierto de Atacama, presenta variaciones fenotípicas altitudinales en sus ambientes naturales, las que podrían deberse a diferentes grados de disponibilidad de agua en el suelo. Se hipotetiza que (a) semillas de poblaciones provenientes de distintos ambientes, crecidas en un ambiente común, presentarán fenotipos semejantes, si las poblaciones no están diferenciadas genéticamente y que (b) las diferentes poblaciones al ser sometidas a dos niveles de sequía deberían variar su constitución fenotípica con respecto al grupo control. Se estudió la respuesta de 20 rasgos fenotípicos en nueve poblaciones de Lycopersicon chilense sometidas a distintos niveles de riego. Las semillas fueron colectadas en un gradiente altitudinal (desde los 20 a los 3.075 m de altitud), germinadas, puestas a crecer a las mismas condiciones climáticas y sometidas a tres niveles de riego: bajo (80 % CC), moderado (40 % CC) y severo (20 % CC). A pesar de las diferencias climáticas en sus ambientes naturales, la respuesta fenotípica de las plantas fue semejante en las nueve poblaciones cuando crecieron en un ambiente común. Diferencias significativas entre las poblaciones se encontraron en tres de los 20 rasgos investigados (el número de semillas por fruto, el peso fresco de los frutos y el volumen de los frutos). El déficit hídrico indujo una respuesta fenotípica en 12 caracteres. Los más significantivos fueron: peso seco de las raíces, cobertura, número de frutos cuajados y el número de semillas por fruto. Interacción entre las poblaciones y el tratamiento de déficit hídrico se encontró sólo en el número de semillas por fruto, el peso fresco de los frutos y el volumen de los frutos. Nuestros datos indican que la respuesta fenotípica parece no diferir entre las poblaciones cuando estas crecen bajo condiciones ambientales similares. Probablemente la respuesta fenotípica de Lycopersicon chilense en sus ambientes naturales está más relacionada con ajustes fisiológicos y metabólicos que con una diferenciación genética.

  • English

    ABSTRACT Environmental-induced phenotypic variation in plants is often considered to be a functional response that maximizes fitness in heterogeneous environments. Lycopersicon chilense, a tomato species endemic to Atacama Desert, shows altitudinal phenotypics variations in their natural environments, which could be due to different soil water availabilities. It is hypothesized that (a) seeds coming from populations of different environments, cultivated in the same environment, will have similar phenotypes, if populations are not genetically differentiated, and that (b) the different populations subjected to two drought levels should vary their phenotypic constitution with respect to the control groups. The responses of twenty phenotypic traits to different irrigation levels were studied in nine wild populations of Lycopersicon chilense. Seeds were collected from populations along an altitudinal gradient (from 20 m to 3,075 m), transferred to a common environment and grown under three soil water conditions: low (80 % FC), moderate (40 % FC) and severe (20 % FC). In spite of the climatic differences in their natural habitat the phenotypic responses of plants growing in the same environment was similar in the nine populations. Significant differences among populations were only observed in three out of twenty traits (fruit fresh weight, fruit volume and number of seeds per fruit). Soil water deficit induced a phenotypic response in twelve characters; among these: root dry weight, cover, number of seeting fruits and number of seeds per fruit showed the highest significance. An interaction between population and drought treatment was found only for fresh weight of fruits, fruit volume and number of seeds per fruit. Our data indicate that the phenotypic response does not differ among populations growing under similar environmental conditions. Probably the phenotypic response of L. chilense in their natural habitats is related to physiological and metabolic adjustment rather than genetic variation.