Improvement of cork oak for sustainable artificial regeneration

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Efeito da intervenção cultural na caracterização morfológica de diferentes proveniências de Quercus suber

Publication . Patrício, Maria Sameiro; Nunes, Luís; Almeida, Maria Helena

O sobreiro (Quercus suber L.) é uma espécie muito importante nas áreas de influência mediterrânea por razões económicas, ecológicas e ambientais. É uma espécie com elevado potencial de expansão considerando os cenários das alterações climáticas. Apesar da sua importância, a adaptação da espécie às condições ambientais está pouco estudada. Com o objetivo de compreender o determinismo genético dos traços adaptativos da espécie e estudar padrões de variação adaptativa, assumindo que existe diferenciação genética nos traços fenológicos encontrados nas populações de sobreiro, estabeleceu-se um ensaio em Mogadouro - Trás-os-Montes com 34 proveniências oriundas da bacia do Mediterrâneo onde a espécie tem a sua distribuição natural. Considerando que não só a adaptação, mas também a melhoria da qualidade do material reprodutivo em termos de forma e da cortiça produzida, são importantes, e que a melhoria da forma pode ser induzida artificialmente através da técnica de assentamento de cortes de formação, neste trabalho testou-se a influência das podas de formação na melhoria da forma das proveniências. A caracterização morfológica das proveniências foi efetuada com recurso à avaliação de características qualitativas do fuste, inclinação e dominância da árvore individual, utilizando uma escala de 1 (pior característica) a 6 valores (melhor característica), antes dos cortes e cinco anos depois da aplicação dos mesmos. As podas de formação parecem não ter efeito ou ter um efeito muito reduzido no escalonamento das proveniências que anteriormente revelavam já as piores características morfológicas como o grupo das italianas e o das francesas e algumas proveniências dos grupos de portuguesas e espanholas. As proveniências marroquinas revelam boas características adaptativas que são potenciadas pelos cortes de formação.

2013Journal article

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Geographic variation in cork oak and its implications for expected impacts of climate change

Publication . Rodrigues, Ana; Sampaio, Teresa; Silva, João Costa e; Patrício, Maria Sameiro; Silva, Filipe Costa e; Faria, Carla Maria Gomes Marques; Correia, António H.; Varela, Carolina; Pereira, João Santos; Almeida, Maria Helena

Cork oak (Quercus suber L.) is a protected tree species in Portugal, being also the source of raw material for the cork industry, a major player in Portuguese economy (representing 3% of GDP in 2010). The future climatic scenarios for Portugal point to an increase in average summer temperatures from 0.3 to 0.7ºC between 2016 and 2035, and up to 4.6ºC until 2100. In addition, precipitation estimates suggest a reduction of annual rainfall from 20 to 40%, especially in southern Portugal. Water stress will, therefore, be a leading constraint to primary production. The combined effects of drought and high temperatures will lead to decreases in carbon assimilation and increases in tree mortality, and consequently current reforestation efforts will need to account for these expected adverse outcomes through the sustainable use of suitable genetic material. There are several reasons that can be highlighted to emphasize the need for an efficient management of cork oak genetic resources in Portugal, namely: i) to avoid cork import, and thus to increase cork production to meet the industry demands; ii) to overcome a generally poor area of natural regeneration, which does not help to ensure an in situ conservation of genetic resources; iii) to deploy adapted genetic material for afforestation/reforestation; and iv) to develop a gene resources conservation program, as cork oak is a vital component of agro-silvopastoral systems in the Mediterranean region. Given the broad native range of the species, involving significant environmental and geographic gradients, a high level of genetic variation can be expected. It is possible that disruptive selection has caused a large differentiation in adaptive traits among populations, namely in the ability to tolerate different environmental stress events (e.g. drought and frost) and to cope with pests and diseases. Between 1998 and 2011, we have collected data involving survival, growth, phenology and water-use efficiency traits from five common-garden provenance trials (including family structure in two of the trials), that were established in Portugal under a concerted action launched by the EUFORGEN’s network. These multi-site field experiments are based on up to 35 tested provenances covering the entire natural distribution of cork oak, and results obtained from the genetic evaluation of the trials have indicated significant differences among populations for all the measured traits at all observed ages. Four of the tested provenances (Alpujarras – Haza de Lino, Puglia – Lucci - S. Teresa, Landes - Soustons, Rif Occidental – Ain Rami) were then chosen according to their contrasting field performance for growth, phenology and water-use efficiency (WUE), and were further evaluated under controlled-environment conditions where drought stress was induced. In this context, the main drivers of drought adaptation appeared to be early stomatal closure and root investment, which also showed significant differences among the selected provenances. The responses to drought over time also varied among these studied populations, and seemed to be related to their differences in growth rhythm. The Ain Rami population seemed to be most prone population to endure drought conditions. Facing a water deficit scenario this population, with highest growth, showed a higher investment on roots compared to the Haza de Lino population, that even under optimal hydration status, had lower biomass values, more reduced transpiration area (smallest size, with lowest Specific Leaf Area), leading to a lower water consumption. This population showed a delay in onset of stress when compared to other populations, only revealed no stomatal limitations with high stress levels. Furthermore, Ain Rami showed higher WUE under drought conditions both in the field trials and under controlled conditions, but average WUE in wet conditions. The results from the field and controlled-environment experiments were consistent in that geographic origin had an important influence on the performance of fitness surrogates and functional traits, and thus providing a strong indication that seed origin must be considered in cork oak reforestation programs.

2015Conference object

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Melhoramento do sobreiro para uma regeneração artificial sustentável

Publication . Gaspar, Maria J.; Rodrigues, Ana Paula; Faria, Carla; Silva, F. Costa e; Merouani, H.; Silva, J. Costa e; Correia, António H.; Rodrigues, J.C.; Graça, J.; Sampaio, Teresa; Pereira, João Santos; Sousa, Dora Lícia Ferreira; Fernandes, C.; Saraiva, Ângelo; Nunes, Luís; Monteiro, Maria do Loreto; Patrício, Maria Sameiro; Mendonça, D.; Marques, M.E.; Pereira, P.; Pereira, P.; Simões, F.; Matos, José; Almeida, Maria Helena

O sobreiro (Quercus suber) é uma espécie singular devido à sua importância no funcionamento do ecossistema mediterrânico e na produção de cortiça. No entanto, apesar da sua importância ecológica e sócio-económica, pouco se compreende ainda dos seus processos de adaptabilidade às diferentes condições ambientais. Em algumas áreas do mediterrâneo ocidental, as florestas de sobreiro encontram-se em declínio e a manutenção destes ecossistemas requer a compreensão do seu funcionamento (e.g. regeneração, crescimento e interações entre hospedeiro e pragas/doenças). Para além de uma crescente redução da área de floresta, o sobreiro apresenta geralmente uma reduzida regeneração natural. Nos últimos anos, largas áreas de sobreiro foram reflorestadas no entanto, a regeneração artificial, quer por sementeira quer por plantação, obteve resultados variáveis com baixas taxas de sobrevivência. Apesar da necessidade de melhorar o manuseamento das sementes e das técnicas de produção e plantação ser geralmente reconhecida pelos proprietários florestais, a utilização de material genético adequado é quase sempre ignorada. De forma a dar resposta a alguns destes problemas está em curso o projeto PTDC/AGR-AAM/104364/2008: Melhoramento do sobreiro para uma regeneração artificial sustentável, que tem como principal objetivo melhorar a qualidade genética e fisiológica do material reprodutivo de sobreiro usado nas arborizações, focando-se em três aspetos essenciais: adaptabilidade da espécie, armazenamento da semente a longo prazo e produção de semente. Este é um trabalho multidisciplinar onde se integram os resultados de várias perspetivas – ecofisiológica, genética quantitativa e biologia molecular – de forma a compreender as suas interações e avaliar a plasticidade fenotípica, particularmente em condições de secura, contribuindo para ajustar os limites das regiões de proveniência e definir zonas de transferência de sementes.

2013Conference object

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