Ann. For. Sci. 55 (1998) 553-565
DOI: 10.1051/forest:19980503

Vulnerability to freeze stress of seedlings of Quercus ilex L.: an ecological interpretation

Andrea Nardini, Lia Ghirardelli and Sebastiano Salleo

Dipartimento di Biologia, Università di Trieste, Via L. Giorgieri 10, 34127 Trieste, Italy

Abstract - The vulnerability to freeze stress of seedlings of Quercus ilex L. was studied with the aim of defining the limits of the potential distribution area of this species in its northernmost habitat. In December 1996 seedlings were freeze stressed up to -8 °C for 3 d. Frost caused extensive functional damage to seedlings in terms of: a) leaf water status; b) root (K_r) and stem (K_s) hydraulic conductance; c) tissue disorder in the root (only nine seedlings out of 50 survived). In comparison with unstressed seedlings, K_r and K_s of freeze-stressed seedlings were reduced by 90 %. Root anatomy of freeze-stressed seedlings revealed that: a) cortex cells were dehydrated and had become separated from one another; b) the endodermis was oversuberized, thus isolating the stele from the cortex. Our conclusion was that Q. ilex is extremely vulnerable to freeze stress so that the distribution area of the species is restricted to zones with no frost events. (© Inra/Elsevier, Paris)

Résumé - La vulnérabilité au stress par congélation des semis de Quercus ilex L. : une interprétation écologique. La vulnérabilité au stress par congélation des semis de Quercus ilex L. a été étudiée avec l'objectif de définir les limites de l'extension géographique potentielle de cette espéce dans son habitat le plus septentrional. En décembre 1996 des semis ont subi le stress par congélation jusqu'à-8°C pour 3 j (figure 1). La gelée a provoqué des dommages remarquables aux plantes pour ce qui concerne : a) la condition hydrique des feuilles (figure 3) ; b) la conductivité hydraulique de la racine (K _r) et du fuste (K_s) (figure 6) ; c) un désordre du tissu dans le racine (figure 2) (seulement 9 plantes sur 50 ont survécu). En comparaison avec des plantes non stressées le K_r et le K_s de plantes stressées par congélation avaient été reduits du 90 % (figure 7). L'anatomie de la racine des plantes stressées a révélé que : a) les cellules du « cortex » avaient été déshydratées et écartées les unes des autres ; b) l'endoderme avait été excessivement liègifié isolant le stèle du « cortex ». Notre conclusion était donc que Q. ilex est tellement vulnérable au stress par congélation que l'aire de distribution de l'espèce est limitée à des zones qui ne sont pas touchées par les gelées. (© Inra/Elsevier, Paris)

Key words: Quercus ilex L. / freeze stress / root and stem hydraulic conductance / water relations

Mots clés : Quercus ilex L. / stress par congélation / conductivité hydraulique de la racine et du fût / condition hydrique