Spatial variation in temperature thresholds during seed germination of remnant Festuca hallii populations across the Canadian prairie

En Amérique du Nord, les prairies devraient prendre de l’expansion vers le nord à mesure que le climat deviendra plus chaud et plus sec, comme le prévoient de nombreux scénarios de changement climatique. Or, la capacité des espèces végétales à s’adapter au changement climatique est liée à leur capacité de régénération. Le présent article vise à étudier la variation spatiale des paramètres de germination des populations de Festuca hallii et à quantifier l’effet de divers facteurs génétiques, géographiques, démographiques ou climatiques sur cette variation. Nous avons prélevé des graines dans 15 populations, réparties entre 5 écorégions représentant une portion appréciable du territoire canadien. Nous avons mis les graines à germer dans 7 phytotrons où étaient maintenues des températures constantes différentes, allant de 5 à 35 °C, à intervalles de 5 °C. Nous avons construit des modèles de temps thermique permettant d’établir des seuils de germination. Nous avons ensuite évalué les corrélations pouvant exister entre les paramètres de germination et la variation génétique, la longitude, la latitude, la taille de la population, la distance à laquelle se trouve la population la plus proche, la température moyenne annuelle (TMA) et la précipitation moyenne annuelle (PMA). Dans les diverses populations, la température minimale requise pour la germination (Tb) était en moyenne de 1,1 °C, à l’intérieur d’une gamme étroite (amplitude d’à peine 2,2 °C). La Tb présentait une corrélation positive avec la latitude et une corrélation négative avec la longitude. Le temps thermique requis pour une germination de 50 % présentait une corrélation négative avec la latitude. La masse des graines présentait une corrélation négative avec la TMA et une corrélation positive avec la PMA. Nous avons obtenu un taux final de germination élevé avec une vaste gamme de températures (5 à 20 °C), et nous avons obtenu le taux de germination le plus élevé avec la température de 10 °C. L’indice GRI (germination rate index, indice de germination prenant en compte le temps requis pour la germination) augmentait avec la température, de 5 à 20 °C. À 5 °C, le taux final de germination présentait une corrélation négative avec la TMA et une corrélation positive avec la PMA. À 5 et à 10 °C, l’indice GRI présentait une corrélation positive avec la PMA mais non avec la TMA. À 5 °C, l’indice GRI présentait une corrélation positive avec la longitude. Les paramètres de germination ne présentaient aucune corrélation avec les facteurs génétiques et démographiques étudiés. Les différences de température et de précipitation entre populations avaient un effet sur la masse des graines, qui influe fortement sur leur capacité de germination. Les localités ayant les précipitations les plus abondantes et les températures les plus élevées ont fourni les graines les plus lourdes, qui habituellement exigeaient moins de temps thermique pour la germination et germaient plus rapidement. Le climat plus chaud et plus sec prévu pour les Prairies canadiennes pourrait réduire le succès de régénération de l’espèce dans son aire de répartition actuelle, particulièrement en cas de perturbation suivie d’une régénération par voie sexuée à partir de graines.