Seed germination temperatures of eight Mexican Agave species with economic importance

Abstract

The genetic diversity of Agave plants is threatened by clonal commercial reproduction and climatic change. Sexual reproduction is uncommon and research on seed germination is scarce. The present study evaluated the seed germination of Agave lechuguilla, Agave striata, Agave americana var. marginata, Agave asperrima, Agave cupreata, Agave duranguesis, Agave angustifolia ssp. tequilana and Agave salmiana at constant temperatures (10, 15, 20, 25, 30, 35 and 40°C). Initial imbibition (after the first 12 h) was significantly variable among species, positively correlated with seed weight (r = 0.6560, P < 0.001) and increased with temperature (from 35% at 10°C to 66% at 40°C). Temperature affected maximum imbibition (83-150%) for A. asperrima, A. lechuguilla, A. salmiana and A. striata; other species averaged 110%. Most germination kinetics best fitted a logistic model, whereas only a few treatments fit a Weibull model. The time to germination onset diminished (P < 0.05) from 125-173 h at 15°C to 68-84 h at 25°C, and then ascended to 84-196 h at 35°C. The mean germination rate and seed germination percentage after 312 h peaked at 25°C (0.50-0.95% seeds/h and 85-99%, respectively) and fell (P < 0.05) to near zero at 10 and 40°C. Temperatures of 10, 35 and 40°C were partially lethal to A. asperrima, A. duranguensis and A. salmiana seeds. The time to germination onset, seed germination percentage after 312 h and mean germination rate are best described by a Gaussian distribution, with its optimum at approximately 25°C. Thus, optimum temperatures are related to the ecological characteristics of each species area.

Seed Vigor Variation of &lt;i&gt;Agave durangensis&lt;/i&gt; Gentry (Agavaceae)

“…Seed weights of 9.50 mg have been reported for Agave durangensis [15], a value around nine fold higher than the values reported in the present paper for any of the three natural populations evaluated. This suggests an important intraspecific variation in the seed weight for that species of Agave.…”

“…The germination behavior, as a vigor indicator, was evaluated at 25˚C ± 2˚C (temperature of reference) and at 15˚C ± 2˚C (stress temperature) for 360 h. Those temperatures were selected because the seeds of Agave germinate properly at 25˚C [13,14], because 15˚C has been reported as a critical temperature for the germination of the species of that genus [15], and because the temperature is the main factor regulating the germination in areas with a marked thermal seasonality [16], as is the case where A. durangensis grows. The relative humidity ranged between 98% and 100%.…”

Respuestas bioquímico-fisiológicas de especies de Agave a la restricción de humedad

“…tequilana, A. lechuguilla y A. salmiana pudo deberse a su capacidad de ajustar sus procesos fi siológicos con independencia de la humedad disponible. La respuesta positiva de A. lechuguilla y A. salmiana ha sido demostrada en otras condiciones ambientales, como es el caso de los niveles de germinación mayores a 90% en intervalos de temperatura más amplios que en otras especies del género, que van de los 15 a los 33 °C y de los 18 a los 27 °C (Ramírez-Tobías et al, 2012), y en potenciales de agua de -1.0 MPa (Ramírez-Tobías, 2010). Además, se ha documentado que A. angustifolia, A. lechuguilla y A. salmiana son poliploides, lo que podría elevar su capacidad de reaccionar favorablemente a las variaciones ambientales (Palomino et al, 2007).…”

“…tequilana, pese a que ésta última esté adaptada a un clima más lluvioso (Cuadro 1). La tendencia de A. asperrima a un óptimo fi siológico en temperaturas frescas y la de A. cupreata en temperaturas cálidas fue documentada en su germinación (Ramírez-Tobías et al, 2012). Cabe resaltar, que A. angustifolia es la especie de Agave con distribución geográfi ca más amplia, lo que está relacionado con su tolerancia a ambientes diversos, y que se evidenció en esta investigación.…”

“…Tal variabilidad de ambientes indica un gran éxito ecológico de las especies de Agave y sugiere mecanismos de adaptación diversos ante las condiciones ambientales (Eguiarte y Souza, 2007). La respuesta diversa de varias especies de Agave a la temperatura se demostró al registrar velocidades de germinación optimas en intervalos de temperatura más amplios en especies de distribución geográfi ca amplia como A. lechuguilla y A. salmiana, y reacciones óp-timas del proceso de germinación asociadas con las condiciones térmicas de los sitios de procedencia de las especies (Ramírez-Tobías et al, 2012). Por lo anterior, este estudio tuvo como objetivo conocer el efecto de la disponibilidad de humedad en el crecimiento y otros atributos fi siológicos y bioquímicos en plantas de Agave.…”