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Evaluating desiccation sensitivity of Quercus rubra acorns using X-ray image analysis

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Abstract:

Desiccation of northern red oak (Quercus rubra L.) acorns can impact seed viability. We examined use of X-ray image analysis of cotyledon damage in dried acorns to predict germination capacity and seedling vigor. Acorns collected from five half-sib sources were X-rayed before and after drying to one of four moisture content (MC) levels (30%, 25%, 20%, or 15%) or maintained as nondesiccated controls (35%–38% MC). X-ray images were scored qualitatively according to degree of cotyledon–cotyledon and cotyledon-pericarp separation. Following sowing, acorns were evaluated for number of days to reach each of three developmental stages (emergence of radicle, epicotyl, and first leaf flush) and growth for 80 d. Both MC and family significantly affected all variables. The percentage of acorns to reach each developmental stage, as well as final height and root-collar diameter declined with decreasing MC and dropped most notably between 20% and 15% MC. X-ray separation scores more effectively predicted the percentage of acorns to reach each of the first three developmental stages than MC level (R2 = 0.49–0.63 vs. 0.40–0.59). Our results confirm the recalcitrant nature of northern red oak acorns and demonstrate the potential of X-ray image analysis to provide a rapid and nondestructive means to successful predict acorn viability.

La dessiccation des glands du chêne rouge (Quercus rubra L.) peut affecter la viabilité des graines. Les auteurs ont étudié l'utilisation de la radiographie des glands desséchés pour observer les dommages aux cotylédons et pour prédire la capacité germinative et la vigueur des semis. Les glands, collectés à partir de cinq provenances uniparentales, ont été radiographiés avant et après avoir été séchés jusqu'à l'un des quatre degrés d'humidité suivants : 30, 25, 20 ou 15 %, ou ils ont été gardés comme témoins non séchés (35–38 % d'humidité). Les radiographies ont été cotées qualitativement selon le degré de séparation entre les cotylédons ou entre le cotylédon et le péricarpe. Après l'ensemencement, les glands ont été évalués sur la base du nombre de jours nécessaires pour atteindre chacun des trois stades de développement (émergence de la radicule, de l'épicotyle et apparition de la première feuille) et de la croissance durant 80 jours. Le degré d'humidité et la provenance ont affecté de façon significative toutes les variables. Le pourcentage de glands à atteindre chaque stade de développement, aussi bien que la hauteur finale et le diamètre final du collet, ont diminué avec la baisse du degré d'humidité et ce pourcentage a chuté de façon la plus marquée entre 20 et 15% d'humidité. Le classement à l'aide de la radiographie a prédit plus efficacement le pourcentage de glands à atteindre chacun des trois premiers stades de développement que le degré d'humidité (R2  = 0,49–0,63 vs. 0,40–0,59). Leurs résultats confirment la nature récalcitrante des glands du chêne rouge et démontrent le potentiel de la radiographie pour fournir un moyen rapide et non destructif de prédire avec succès la viabilité des glands.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2005

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nrc/cjfr/2005/00000035/00000012/art00010
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