Thermotolerance characteristics of seeds from geographically isolated populations of the African tree Combretum apiculatum Sonder

Authors


*Department of Biology, University of Central Arkansas, Conway, AR 72032, U. S. A.

Abstract

Summary

The thermotolerance characteristics of seeds from the tropical tree species, Combretum apiculatum Sonder collected from four sites (two low altitude and two higher altitude) in Zimbabwe were studied. It was found that all seeds germinated well when incubated for 5 days under moderate temperatures (25–33°C), whereas only the seeds collected from the lower altitude warmer or rainier sites were germinable at higher temperatures (3641°C). The ability of the seeds to acquire thermotolerance through short-term post-imbibition heat treatments prior to the 5-day incubation to assess germination was also investigated. Seeds that had been imbibed for 16 hours at 30°C and then given a heat treatment of 40°C for 2 hours (or 40°C for 2 hours followed by 30°C for 1 hour) prior to a 50°C heat stress for 2 hours generally showed increased germination, growth and viability (assessed by the ability to reduce the dye 2, 3, 5-triphenyltetrazolium chloride) when compared with seeds that had been incubated at 50°C alone. All seed populations showed the ability to acquire thermotolerance by all or some of the above methods of measurement, but recovery from heat shock as assessed by germination and growth was higher with the lower altitude populations (which also exhibited a greater ability to withstand the 50°C heat stress). It is proposed that acquisition of thermotolerance may be of survival advantage to C. apiculatum seeds in the lower altitude areas of this range, particularly when the early rains are erratic and the seeds likely to be subjected to periods of post-imbibitional heat stress.

Résumé

On a étudié les caractéristiques de thermotolérance des semences de l'arbre tropical Combretum apiculatum Sonder récoltées à quatre endroits du Zimbabwe, deux de basse altitude et deux de plus haute altitude. On a trouvé que toutes les semences germaient bien après cinq jours d'incubation à des températures modérées (25 à 33°C) tandis que seules les graines provenant des endroits plus chauds et pluvieux de plus basse altitude germaient à des températures plus élevées (36 à 41°C). On a aussi étudié la capacité qu'ont les semences d'acquérir une thermotolérance après de brefs traitements à la chaleur précédant l'incubation de cinq jours, pour en évaluer la germination. Les graines qui avaient été placées 16h à 30°C puis soumises pendant 2h à 40°C (ou bien 2h à 40°C suivies d'lh à 30°C) avant un traitement de 2h à 50°C montrent une germination, une croissance et une viabilité accrues (évaluées par la capacitéà réduire la teinture de chlorure 2, 3, 5-triphényltétrazolé) par rapport aux semences qui ont uniquement incubéà 50°C. Toutes les graines montrent une capacitéà acquérir une thermotolérance par une ou certaines des méthodes de mesure décrites ci-dessus, mais la récupération du shock thermique était évaluée d'après la germination, et la croissance était supérieure chez les populations de plus basse altitude (qui montrent aussi une meilleure tolérance à une température de 50°C). On propose que l'acquisition de thermotolérance peut constituer un avantage vital pour les graines de C. apiculatum dans les zones de basse altitude de leur habitat, spécialement quand surviennent des pluies précoces et que les semences risquent d'être soumises à des périodes de fortes chaleurs aprés avoir été mouillées.

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