A low‐cost protocol for the optical method of vulnerability curves to calculate P50

• Published in: Applications in plant sciences Vol. 13; no. 2
• Main Authors: González‐Rebeles, Georgina, Alonso‐Arevalo, Miguel Ángel, López, Eulogio, Méndez‐Alonzo, Rodrigo
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Hoboken John Wiley & Sons, Inc 01.03.2025; Wiley
• Subjects: Biodiversity; Brand names; computer software; cost effectiveness; cost‐effective protocols; curvas de vulnerabilidad; Digital cameras; Drought; drought tolerance; ecosystem management; embolism; hydraulic conductivity; Hydraulics; image processing; indigenous species; introduced species; Light; Methods; Mexico; Microscopes; método óptico; Nicotiana glauca; percentage of embolisms accumulated; Physiology; Plywood; porcentaje de embolismos acumulados; potencial hídrico del tallo; procesamiento de imágenes; protocols; Rhus; Scanners; Smartphones; species; stem water potential; tejido del xilema; vegetation; Water; water potential; xylem tissue; Hong Kong China; China; Mexico
• ISSN: 2168-0450; 2168-0450
• DOI: 10.1002/aps3.70004

Premise The quantification of plant drought resistance, particularly embolism formation, within and across species, is critical for ecosystem management and agriculture. We developed a cost‐effective protocol to measure the water potential at which 50% of hydraulic conductivity (P50) is lost in stems, using affordable and accessible materials in comparison to the traditional optical method. Methods and Results Our protocol uses inexpensive USB microscopes, which are secured along with the plants to a pegboard base to avoid movement. A Python program automatized the image acquisition. This method was applied to quantify P50 in an exotic species (Nicotiana glauca) and native species (Rhus integrifolia) of the Mediterranean vegetation in Baja California, Mexico. Conclusions The intra‐ and interspecific patterns of variation in stem P50 of N. glauca and R. integrifolia were obtained using the low‐cost optical method with widely available and affordable materials that can be easily replicated for other species. Resumen Premisa La cuantificación inter e intraespecífica de la resistencia de las plantas a la sequía, mediante la formación de embolismos, es fundamental para el manejo de ecosistemas y agricultura. Desarrollamos un método rentable para medir el potencial hídrico en el que se pierde 50% de la conductividad hidráulica (P50) en tallos, utilizando materiales asequibles y accesibles en comparación con el método óptico tradicional. Métodos y resultados Nuestro protocolo consiste en utilizar microscopios USB económicos que se aseguran con plantas en una base perforada para evitar su movimiento. Automatizamos con Python la adquisición de imágenes y cuantificamos P50 en una especie exótica (Nicotiana glauca) y una nativa (Rhus integrifolia) de la vegetación mediterránea en Baja California, México. Conclusiones Los patrones intra e interespecíficos de variación en el P50 de N. glauca y R. integrifolia se obtuvieron con el método óptico con materiales disponibles y asequibles y puede replicarse fácilmente con otras especies.