Article

Vegetative regeneration in invasive Reynoutria (Polygonaceae) taxa: the determinant of invasibility at the genotype level.

Institute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic, CZ-252 43 Průhonice, Czech Republic;
American Journal of Botany (impact factor: 2.66). 10/2003; 90(10):1487-95. DOI:10.3732/ajb.90.10.1487 pp.1487-95
Source: PubMed

ABSTRACT Vegetative regeneration of individual genotypes of Asian Reynoutria taxa, which are invasive in the Czech Republic, was studied in R. sachalinensis (five genotypes), R. japonica (a single genotype present in the country), and their hybrid R. ×bohemica (nine genotypes). Identity of genotypes was confirmed by isozyme analysis. Ten rhizome segments of each genotype were planted in a randomized block design. After 30 d, the regeneration rate of each genotype was measured as the proportion of rhizomes that produced shoots. Emergence time and final mass of each shoot were recorded. The regeneration rate and final shoot mass were significantly affected by genotype in R. ×bohemica but not in R. sachalinensis. In R. ×bohemica, easily regenerating genotypes grew faster. Regeneration characteristics that crucially contribute to the fitness of these vegetatively spreading plants are closely related to each other. In genotypes with a low regeneration rate, early-emerging shoots produced more biomass, while in those with a high regeneration rate, shoot mass was independent of emergence time. Mean clone size recorded in the field was marginally significantly related to emergence time during regeneration; regeneration characteristics might thus affect the extent of R. ×bohemica invasion at a regional scale. Hybrids genetically intermediate between the parents regenerated better than those closely related to parents. Novel hybrid invasive genotypes may be produced by rare sexual reproduction, fixed by clonal growth, and present a previously unknown threat to native vegetation.

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  • Article: Contrasting Response to Clipping in the Asian Knotweeds Fallopia japonica and Fallopia × bohemica
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    ABSTRACT: La gestion des espèces envahissantes a souvent pour objectif de les éradiquer ou de limiter leur expansion. Selon son effet sur l'espèce, cette gestion est susceptible de modifier les impacts sur l'écosystème. Nous avons testé l'effet d'une coupe de la tige sur la structure aérienne et souterraine de deux taxons envahissants du même genre : Fallopia japonica et Fallopia × bohemica. Nous avons d'abord comparé la hauteur des plantes coupées et leurs nombres de tiges et de feuilles. Une deuxième expérience a comparé les réponses à la coupe des parties souterraines des deux taxons. Des fragments de rhizomes ont été plantés dans des « rhizoboxes » et coupés après 4 semaines de culture. La croissance, la biomasse souterraine, la longueur racinaire spécifique, la longueur totale des racines et la répartition de celles-ci dans trois couches horizontales de sol ont été mesurées. La coupe n'a pas eu d'effet sur les caractéristiques aériennes des deux taxons. Par contre, pour F. japonica, la masse souterraine a été réduite et la proportion de racines dans la couche supérieure du sol a été augmentée. Ces deux taxons de renouées asiatiques sont donc particulièrement tolérants à la coupe, puisqu'ils sont capables de faire face à la perte de leur biomasse aérienne. Cette tolérance semble néanmoins inférieure pour F. japonica. Les implications potentielles des impacts de ces espèces sont discutées. Nomenclature: Bailey & Stace, 1992.
    Ecoscience 07/2011; · 1.28 Impact Factor
  • Source
    Article: Effect of clone selection, nitrogen supply, leaf damage and mycorrhizal fungi on stilbene and emodin production in knotweed.
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    ABSTRACT: Fallopia japonica and its hybrid, F. xbohemica, due to their fast spread, are famous as nature threats rather than blessings. Their fast growth rate, height, coverage, efficient nutrient translocation between tillers and organs and high phenolic production, may be perceived either as dangerous or beneficial features that bring about the elimination of native species or a life-supporting source. To the best of our knowledge, there have not been any studies aimed at increasing the targeted production of medically desired compounds by these remarkable plants. We designed a two-year pot experiment to determine the extent to which stilbene (resveratrol, piceatannol, resveratrolosid, piceid and astringins) and emodin contents of F. japonica, F. sachalinensis and two selected F. xbohemica clones are affected by soil nitrogen (N) supply, leaf damage and mycorrhizal inoculation. 1) Knotweeds are able to grow on substrates with extremely low nitrogen content and have a high efficiency of N translocation. The fast-spreading hybrid clones store less N in their rhizomes than the parental species. 2) The highest concentrations of stilbenes were found in the belowground biomass of F. japonica. However, because of the high belowground biomass of one clone of F. xbohemica, this hybrid produced more stilbenes per plant than F. japonica. 3) Leaf damage increased the resveratrol and emodin contents in the belowground biomass of the non-inoculated knotweed plants. 4) Although knotweed is supposed to be a non-mycorrhizal species, its roots are able to host the fungi. Inoculation with mycorrhizal fungi resulted in up to 2% root colonisation. 5) Both leaf damage and inoculation with mycorrhizal fungi elicited an increase of the piceid (resveratrol-glucoside) content in the belowground biomass of F. japonica. However, the mycorrhizal fungi only elicited this response in the absence of leaf damage. Because the leaf damage suppressed the effect of the root fungi, the effect of leaf damage prevailed over the effect of the mycorrhizal fungi on the piceid content in the belowground biomass. Two widely spread knotweed species, F. japonica and F. xbohemica, are promising sources of compounds that may have a positive impact on human health. The content of some of the target compounds in the plant tissues can be significantly altered by the cultivation conditions including stress imposed on the plants, inoculation with mycorrhizal fungi and selection of the appropriate plant clone.
    BMC Plant Biology 01/2011; 11:98. · 3.45 Impact Factor
  • Article: Achene Buoyancy and Germinability of the Terrestrial Invasive Fallopia × Bohemica in Aquatic Environment: A New Vector of Dispersion?
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    ABSTRACT: La dispersion par les cours d'eau peut favoriser la migration d'espèces envahissantes sur de longues distances, non seulement pour les espèces aquatiques ou de zones humides, mais également pour les plantes terrestres dispersées par le vent. Le modèle utilisé est le complexe invasif des renouées. Il est particulièrement important d'étudier le rôle des cours d'eau dans la dispersion des renouées en raison de leur présence fréquente sur les berges et leur production d'akènes fertiles. À cette fin, nous avons étudié expérimentalement la flottabilité et les capacités germinatives des akènes de Fallopia × bohemica en eau agitée durant 28 jours. Nous avons également mesuré la survie à long terme et la croissance des semis selon la durée de leur exposition à l'eau. Après environ 2 jours dans l'eau, 50 % des akènes flottaient encore. Après 3 jours dans l'eau, les akènes avaient germé et les jeunes plantales flottaient encore. En outre, l'exposition des akènes à l'eau, quelle qu'en soit la durée, favorisait de manière significative le taux de germination sans affecter la survie des plantules, comparée à une transplantation directe dans le sol. De plus, la masse sèche maximale était obtenue après une durée d'exposition à l'eau de 277 h (11,5 jours), surpassant significativement celle obtenue dans le sol. L'exposition à l'eau favorise donc fortement la germination des akènes et la survie des plantales. Nos résultats démontrent que les graines et plantales de Fallopia ont un important potentiel à être dispersées avec succès par les cours d'eau. Nomenclature: Bailey & Stace, 1992.
    Ecoscience 04/2011; · 1.28 Impact Factor

Keywords

Asian Reynoutria taxa
 
clonal growth
 
early-emerging shoots
 
Hybrids genetically intermediate
 
individual genotypes
 
low regeneration rate
 
Mean clone size
 
native vegetation
 
Novel hybrid invasive genotypes
 
produced shoots
 
R. japonica
 
R. sachalinensis
 
R. ×bohemica invasion
 
randomized block design
 
rare sexual reproduction
 
regenerating genotypes
 
regeneration rate
 
single genotype present
 
unknown threat
 
Vegetative regeneration
 

Petr Pysek