poste client par Danielle Marias, Université d'État de l'Oregon.
Les systèmes de transport de l'eau des plantes des racines aux tiges et aux feuilles sont sous pression négative en raison de la tension sur la colonne d'eau. Ceci est causé par la perte d'eau à travers les stomates - de petits pores sur les feuilles - et est entraîné par la sécheresse de l'atmosphère, comme décrit par la théorie de la cohésion-tension. Cette tension ou pression négative expose les plantes à un risque de cavitation. La cavitation est la conversion de l'eau du liquide en vapeur et peut entraîner un vaisseau rempli de gaz (embolisé) ou une trachéide qui ne transporte plus d'eau. Par conséquent, la résistance à la cavitation est cruciale pour faire face et survivre à la sécheresse.
Les méthodes d'évaluation de la résistance à la cavitation ont été fortement débattues. Il a été suggéré que la méthode de centrifugation standard, la méthode la plus courante et la plus efficace pour mesurer la résistance à la cavitation, peut avoir des artefacts méthodologiques et n'est pas appropriée pour les racines. Pour enquêter sur cela, Pratt et coll. (2015) ont comparé la méthode de centrifugation standard à deux autres types indépendants de mesures de la cavitation dans les racines. Cette étude convaincante a suggéré que la méthode de centrifugation standard mesure avec précision la résistance à la cavitation et est appropriée pour mesurer la résistance à la cavitation dans les racines. Étant donné que les racines sont généralement plus vulnérables à la cavitation et à l'embolie que les tiges et les feuilles, des études mesurant avec précision la cavitation des racines sont essentielles pour comprendre les réponses des plantes à la sécheresse, car la gravité et la fréquence de la sécheresse peuvent augmenter avec le changement climatique. La résistance à la sécheresse et les sujets liés au fonctionnement hydraulique des arbres seront également abordés dans le prochain numéro spécial sur la physiologie des arbres.
Pratt, RB, MacKinnon, ED, Venturas, MD, Crous, CJ et Jacobsen, AL (2015) La résistance des racines à la cavitation est mesurée avec précision à l'aide d'une technique de centrifugation. Physiologie des arbres, 24 février 2015 doi : 10.1093/treephys/tpv003
Abstract
Les plantes transportent l'eau sous pression négative, ce qui rend leur xylème vulnérable à la cavitation. Parmi les organes végétaux, le xylème racinaire est souvent très vulnérable à la cavitation due au stress hydrique. L'utilisation de méthodes de centrifugation pour étudier les organes, tels que les racines, qui ont de longs vaisseaux est supposée produire des estimations erronées de la résistance à la cavitation en raison de la présence de vaisseaux ouverts à travers des échantillons mesurés. L'hypothèse selon laquelle les racines ont de longs vaisseaux peut être prématurée puisque les données sur la longueur des vaisseaux radiculaires sont rares ; de plus, des études récentes n'ont pas soutenu l'existence d'un artefact à long vaisseau pour les tiges lorsqu'une technique de centrifugation standard a été utilisée. Nous avons examiné la résistance à la cavitation estimée à l'aide d'une technique de centrifugation standard et comparé ces valeurs avec des mesures d'embolie native pour les racines de sept espèces ligneuses cultivées dans un jardin commun. Pour une espèce, nous avons également mesuré la vulnérabilité en utilisant l'injection d'air dans un seul vaisseau. Nous avons trouvé un excellent accord entre l'embolie native des racines et les niveaux d'embolie mesurés à l'aide d'une technique de centrifugation, et avec les estimations d'ensemencement aérien à partir d'une injection à un seul vaisseau. Les estimations de la résistance à la cavitation mesurées à partir des courbes de centrifugation étaient biologiquement significatives et corrélées avec les potentiels hydriques minimaux sur le terrain, le diamètre du vaisseau (VD), la conductivité maximale spécifique au xylème (Ksmax) et la longueur du vaisseau. Les racines n'avaient pas de vaisseaux exceptionnellement longs par rapport aux tiges; de plus, la longueur des vaisseaux radiculaires n'était pas corrélée au VD ou à la longueur des vaisseaux des tiges. Ces résultats suggèrent que la résistance à la cavitation des racines peut être mesurée avec précision et efficacité à l'aide d'une méthode de centrifugation standard et que les racines sont très vulnérables à la cavitation. Le rôle de la résistance à la cavitation des racines dans la détermination de la tolérance à la sécheresse des espèces ligneuses mérite une étude plus approfondie, en particulier dans le contexte du changement climatique
