Repositorio
Institucional

Bravo, Leon A.

Coopman, Rafael E.

Reyes-Diaz, Marjorie

Briceno, Veronica F.

Corcuera, Luis J.

Cabrera, Hernan M.

Changes during early development in photosynthetic light acclimation capacity explain the shade to sun transition in Nothofagus nitida

OXFORD UNIV PRESS

TREE PHYSIOLOGY

en

Nothofagus nitida (Phil.) Krasser, un árbol emergente del bosque perennifolio chileno, se regenera bajo el dosel. Sin embargo, es común encontrar plántulas más viejas en áreas despejadas. Planteamos la hipótesis de que esta transición de sombra a sol durante las primeras etapas de desarrollo es posible gracias a un aumento ontogenético en la capacidad de aclimatación a la luz de la fotosíntesis. Para probar nuestra hipótesis, estudiamos el desempeño fotosintético y la fotoprotección en plántulas de N. nitida en diferentes etapas de desarrollo correspondientes a tres clases de altura diferentes (baja: 16,2 cm; altura media: 48,0 cm; y alta: 73,7 cm) cultivadas bajo condiciones de luz contrastantes (flujo de fotones fotosintéticos (PPF) de 20, 300 o 600 μmol m⁻² s⁻¹) hasta que se desarrollaron hojas recién expandidas. La tasa de asimilación de CO₂ saturada por la luz y los puntos de compensación y saturación de la luz aumentaron con el aumento del PPF. Los plantones de altura media y alta aclimatados a alta luz presentaron mayores tasas de transporte de electrones y mayores proporciones de centros de reacción del Fotosistema II abiertos que las plantas más bajas aclimatadas a alta luz. Los plantones bajos mostraron mayor disipación térmica y contenido de xantofilas que los plantones más altos. Solo los plantones de altura media y alta aclimatados a alta luz se recuperaron después de la fotoinhibición. Las transiciones de estado fueron mayores en las plantas bajas que crecían en baja luz y disminuyeron con la altura de la planta y la irradiancia de crecimiento. Por lo tanto, durante el desarrollo, N. nitida cambia el equilibrio entre la utilización de la energía lumínica y los mecanismos fotoprotectores, lo que favorece una transición fenotípica de sombra a sol durante su ontogenia temprana.#Nothofagus nitida (Phil.) Krasser, an emergent tree of the Chilean evergreen forest, regenerates under the canopy. Nonetheless, it is common to find older saplings in clear areas. We hypothesized that this transition from shade to sun during the early developmental stages is made possible by an ontogenetic increase in the light acclimation capacity of photosynthesis. To test Our hypothesis, we studied photosynthetic performance and photoprotection in N. nitida saplings at different developmental stages corresponding with three different height classes (short: 16.2 cm; medium-height: 48.0 cm; and tall: 73.7 cm) grown under contrasting light conditions (photosynthetic photon flux (PPF) of 20, 300 or 600 mu mol m(-2) s(-1)) until newly expanded leaves had developed. Light-saturated CO2 assimilation rate and light compensation and saturation points increased with increasing PPF. Medium-height and tall saplings acclimated to high light had higher electron transport rates and higher proportions of open Photosystem II reaction centers than shorter plants acclimated to high light. Short saplings showed higher thermal dissipation and contents of xanthophylls than taller saplings. Only medium-height and tall saplings acclimated to high light recovered after photo-inhibition. State transitions were higher in short plants growing in low light, and decreased with plant height and growth irradiance. Thus, during development, N. nitida changes the balance of light energy utilization and photoprotective mechanisms, supporting a phenotypic transition from shade to sun during its early ontogeny.

Artículo original

Los autores agradecen a FONDECYT 1070551 por el apoyo financiero y a Katalaps Park por el material vegetal. RC recibió financiación mediante una beca doctoral otorgada por CONICYT.

10.1093/treephys/28.10.1561

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non-photochemical quenching components

photo-acclimation

photoprotection

plant ontogeny

state transition

xanthophylls

CHLOROPHYLL FLUORESCENCE

STATE TRANSITIONS

PHOTOSYSTEM-II

XANTHOPHYLL CYCLE

LUTEIN-EPOXIDE

SNOW GUM

PHOTOINHIBITION

PHOTOPROTECTION

REGENERATION

GROWTH

Componentes de extinción no fotoquímica

fotoaclimatación

fotoprotección

ontogenia vegetal

transición de estado

xantofilas

FLUORESCENCIA DE LA CLOROFILA

TRANSICIONES DE ESTADO

FOTOSISTEMA II

CICLO DE LA XANTOFILA

LUTEÍNA-EPÓXIDO

GOMA DE NIEVE

FOTOINHIBICIÓN

FOTOPROTECCIÓN

REGENERACIÓN

CRECIMIENTO

Forestry

non-photochemical quenching components

photo-acclimation

photoprotection

plant ontogeny

state transition

xanthophylls

CHLOROPHYLL FLUORESCENCE

STATE TRANSITIONS

PHOTOSYSTEM-II

XANTHOPHYLL CYCLE

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fotoaclimatación

fotoprotección

ontogenia vegetal

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FLUORESCENCIA DE LA CLOROFILA

TRANSICIONES DE ESTADO

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acceso abierto

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WOS:000260027200014

Changes during early development in photosynthetic light acclimation capacity explain the shade to sun transition in Nothofagus nitida

Artículo original

OXFORD UNIV PRESS

TREE PHYSIOLOGY

Silvicultura

Forestry

en

0829-318X

PMID 18708338

ANID CONICYT FONDECYT 1070551#CONICYT

ANID CONICYT FONDECYT 1070551#CONICYT

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