Exogenous application of methyl jasmonate altersPinus resinosaseedling response to simulated frost

Abstract

Physical stresses, such as exposure to cold, can affect plant recruitment, survival, and demography. The ability of plants to tolerate physical stress, however, may depend upon the co-occurrence of other stresses. For example, although plants undergo physiological changes to increase defense against herbivores, it is unknown whether chemical signaling associated with herbivory can alter plant tolerance to cold. We tested the hypothesis that both tissue removal and chemical induction (via exogenous application of 1 mmol/L methyl jasmonate [MeJA]) would alter cold tolerance of seedlings of Pinus resinosa Aiton. Application of MeJA resulted in 18% less foliar tissue damage compared with the control plants (estimated via foliar electrolyte leakage) following a simulated frost. Leaf tissue removal similarly limited the extent of cold damage on P. resinosa seedlings. Growth in seedlings not treated with MeJA was slower than that of seedlings treated with MeJA following exposure to the simulated frost. Our work indicates that secondary responses via MeJA induction can alter tree seedling response to cold and may (i) help explain natural patterns of variation in plant performance, and (ii) be leveraged to facilitate agricultural plant tolerance to physical stresses under increasingly variable climate conditions. Résumé : Les stress physiques comme l'exposition au froid peuvent affecter le recrutement, la survie et la démographie des végétaux. La capacité des végétaux à tolérer un stress physique peut toutefois dépendre de la présence simultanée d'autres stress. À titre d'exemple, même si les végétaux subissent des changements physiologiques afin d'accroître leur défense envers les herbivores, on ignore si une signalisation chimique associée à l'herbivorie peut modifier la tolérance des végétaux au froid. Les auteurs ont testé l'hypothèse que tant l'ablation de tissu que l'induction chimique (par l'application exogène de 1 mmol/L de jasmonate de méthyle [MeJA]) pourraient modifier la tolérance au froid de semences de Pinus resinosa Aiton. L'application de MeJA donnait lieu à une diminution du dommage foliaire de 18 % comparativement aux plants contrôles (estimé par la perte d'électrolytes foliaires) à la suite d'un gel simulé. L'ablation de tissu limitait de la même façon l'étendue des dommages dus au froid chez les semences de P. resinosa. Les semences non traitées au MeJA poussaient plus lentement que les semences traitées au MeJA à la suite d'un gel simulé. Le travail des auteurs indique que les réponses secondaires induites par le MeJA peuvent modifier la réponse des semences au froid, et pourraient (i) contribuer à expliquer les patrons naturels de variation de la performance végétale et (ii) être exploitées pour faciliter la tolérance des végétaux agricoles aux stress physiques dans des conditions climatiques de plus en plus variables. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : stress par le froid, communication croisée, perte d'électrolytes, changement climatique hivernal.