Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2495
Title: Analisi della plasticità temporale e spaziale in genotipi contrastanti di Populus nigra L.
Other Titles: Analysis of temporal and spatial plasticity in opposing genotypes of Populus nigra L.
Authors: Russo, Giuseppe
Keywords: Pioppo nero;Isotopi stabili del carbonio;Plasticità;Efficienza di uso idrico;black poplar;Stable carbon isotopes;Plasticity;Water use efficiency;AGR/05
Issue Date: 10-Mar-2011
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 23. ciclo
Abstract: 
Il presente lavoro riguarda due genotipi contrastanti di Populus nigra L. , uno proveniente dal Nord Italia e l’altro dal Sud ed è suddiviso in tre parti principali: studio della plasticità temporale (stagione vegetativa 2008), compreso lo studio del profilo verticale (stagione vegetativa 2009), studio della plasticità spaziale (confronto delle piantagioni sperimentali di Viterbo e Cuneo) e analisi di particolari tratti micro-morfologici. Nel caso della plasticità spaziale si sono analizzati anche i parametri nella progenie dei due genotipi contrastanti (parentali). Specie come il pioppo nero a crescita continua mostrano modificazioni stagionali; prendendo in esame le generazioni fogliari ogni foglia diventa una sorta di valvola regolatoria che miscela l’efficienza di uso idrico, considerato un processo istantaneo, una risultante nella quale identificare il processo di plasticità temporale. L’utilizzo degli isotopi stabili del carbonio ha mostrato la maggiore e costante efficienza del genotipo 58-861 (Nord Italia) rispetto a Poli (Sud Italia). Le misure di laboratorio in condizioni standard hanno evidenziato il differente comportamento dei due pioppi giungendo alla conclusione essi giungono a strategie adattative differenti utilizzando le caratteristiche fogliari (morfologiche e stomatiche) come drivers per acclimatare (una forma di plasticità). Inoltre le differenze sembrano dovute ad un differente uptake di azoto nei due genotipi contrastanti, caratteristica fortemente legata ai tratti fogliari e alla composizione isotopica. L’anno successivo si è proceduto a una valutazione morfo-fisiologica della canopy, attraverso la quale si è potuto implementare il set di misure da campo. La canopy dei due genotipi fu divisa in tre livelli, di cui si sono analizzate le foglie nella porzione media attraverso tratti fogliari; a fine stagione (Settembre) si è confrontata la composizione isotopica degli stessi con quella della sezione di fusto corrispondente. I risultati hanno portato a confermare il diverso comportamento dei due genotipi dal punto di vista del profilo verticale, sia morfologico che fisiologico; inoltre la maggior efficienza di uso idrico di 58-861 risulta confermata. La terza parte del lavoro di tesi riguarda il confronto tra due impianti (common
garden) siti in diversi luoghi. I risultati hanno avvalorato l’ipotesi secondo cui le caratteristiche fogliari “guidano” quelle fisiologiche poiché nel 58-861, pur non riscontrando differenze morfologiche fogliari tra i due siti, risulta una differenza di WUE (misurata attraverso gli isotopi stabili del carbonio) non forte quanto quella riscontrata nell’analisi multi-sito della progenie, nella quale invece esistono differenze morfologiche. In questo senso Poli risulta un genotipo stabile in grado di fronteggiare allo stesso modo i due ambienti in cui è stato studiato (canalizzazione a livello spaziale). La tesi di dottorato si conclude con uno spin-off relativo a stomi giganti, osservati durante le altre attività di ricerca. Essi rappresentano un tratto morfologico fogliare ancora poco approfondito ma che con un approccio di studio fisiologico sarà fondamentale per chiarire aspetti dell’ontogenesi e dell’evoluzione del pioppo nero. In prospettiva di analisi e studi che implementino il quadro offerto dal presente lavoro, esso offre il necessario spunto per individuare nuove strategie di breeding nell’ambito della pioppicoltura.

The work deals with two opposing genotypes of Populus nigra L., one from North of Italy and the other from South and it is divided in several fields of research: study of temporal plasticity (growing season 2008) including at canopy level (growing season 2009), study of genotypes in a multi-site evaluation and observations about particular micro-morphological traits. In the case of spatial plasticity progeny of the opposing genotypes (parent clones) was analyzed too. Species like black poplar (continuous growth) can show a modification of features in leaves along the growing season; considering different generations of leaves each leaf become a sort of regulatory valve mixing the intrinsic water use efficiency (Wi), considered an instantaneous process, a resultant in which it’s possible to identify the concept of temporal plasticity. Stable carbon isotopes utilization has shown higher and constant efficiency of 58-861 genotype (northern) than Poli one (southern). Lab measurements in standard conditions have highlighted the different behaviour in the two poplars, confirming that they use different adaptive strategies by leaf traits (both morphologycal and stomatal) as drivers to acclimate (a form of plasticity). Moreover differences would be caused by a different nitrogen uptake in the opposing genotypes, a trait strongly correlated to leaf traits and isotopic composition too. The next year was charctarized by the morpho-physiologic evaluation of canopy; by this set it was possible to improve field measurements. Three levels of genotypes were analyzed, by leaf parameters; at the end of season (September) isotopic composition of leaves was compared with corresponding section of stem at the base of leaves. Results have confirmed the different behaviour of genotypes about the canopy profile, both in morphology and physiology; thus higher water use efficiency of 58-861 genotype was confirmed.Third part of thesis work deals with comparison of two experimental plantations (common garden) in different places. Results have confirmed the hypothesis that leaf traits “drive” physiological ones cause in 58-861, though there are no morphologycal differences in the sites, there is a different WUE (measured by stable carbon
isotopes) not strong as difference carried out from progenies compared and in which morphologycal differences exist. By this way Poli results as a stable genotype, able to face in the same manner different environment (canalization at spatial level). In the final part PhD thesis presents a spin-off about giant stomata, observed during the other activities of research. They represent a morphologycal leaf trait so little studied yet but it would be fundamental to clarify aspects of ontogenesis and evolution in black poplar by a physiological study approach. In perspective of analysis and studies that could be improve the entire set of the present thesis work, it is possible to catch the necessary suggestion to detect new breeding strategies in cultivation of poplars.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia forestale
URI: http://hdl.handle.net/2067/2495
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