Mesophyll conductance to CO2 and leaf morphological characteristics under drought stress during Quercus ilex L. resprouting

Conductance mesophyllienne pour le CO2 et caractéristiques morphologiques des feuilles sous stress hydrique pendant la repousse de Quercus ilex L.

Isabel Fleck , Karen Peña-Rojas , Xavier Aranda

Quercus ilex L., the dominant species in Mediterranean forests and one with a great capacity for resprouting after disturbances, is threatened by the expected increase in fire frequency and drought associated with climate change.* The aim of this study was to determine the contribution of photosynthesis limitants, especially mesophyll conductance (gmes) during this species' resprouting and under summer drought.* Resprouts showed 5.3-fold increased gmes and 3.8-fold increased stomatal conductance (gs) at midday with respect to leaves of undisturbed individuals. With increased drought, structural changes (decreased density and increased thickness) in resprouts contributed to the observed higher photosynthesis and increased gmes. However, gmes only partially depended on leaf structure, and was also under physiological control. Resprouts also showed lower non-stomatal limitations (around 50% higher carboxylation velocity (Vc,max) and capacity for ribulose-1,5-bisphosphate regeneration (Jmax)). A significant contribution of gmes to leaf carbon isotope discrimination values was observed.* gmes exhibits a dominant role in photosynthesis limitation in Q. ilex and is regulated by factors other than morphology. During resprouting after disturbances, greater capacity to withstand drought, as evidenced by higher gmes, gs and lower non-stomatal limitants, enables increased photosynthesis and rapid growth.

Quercus ilex L., l'espèce dominante dans les forêts méditerranéennes qui a une grande capacité de rejets après des perturbations, est menacée par l'augmentation prévue de la fréquence des incendies et de la sécheresse associées au changement climatique.* Le but de cette étude était de déterminer, chez cette espèce, la contribution des limitations de la photosynthèse, en particulier de la conductance du mésophylle (gmes) au cours de la repousse et sous sécheresse estivale.* Les feuilles des rejets ont présenté une conductance mésophylienne (gmes) 5,3 fois plus élevée et une conductance stomatique (gs) à midi 3,8 fois plus élevée par rapport aux feuilles d'arbres non perturbés. Avec l'accroissement de la sécheresse, les changements de structures (diminution de la densité et épaisseur accrue) dans les rejets ont contribué à augmenter la photosynthèse et à accroître gmes. Toutefois, gmes dépendait partiellement de la structure des feuilles, et était également sous contrôle physiologique. Les rejets ont aussi montré une abscence de limitation stomatique (vitesse de carboxylation (Vc,max) environ 50% plus élevée et une capacité de régénération pour le ribulose-1,5-bisphosphate (Jmax). Une contribution significative de gmes à la discrimination isotopique du carbone dans les feuille a été observée.* La conductance mésophylienne (gmes) a présenté un rôle dominant dans la limitation de la photosynthèse chez Q. ilex et est régulée par des facteurs autres que la morphologie. Au cours de la repousse après des perturbations, une plus grande capacité à résister à la sécheresse, mise en évidence par une gmes et une gs plus élevées, et une diminution des limitations non stomatiques, permettent une augmentation de la photosynthèse et une croissance rapide.

Mots clés: carbon isotopic composition; leaf structure; mesophyll conductance; photosynthesis limitants; Quercus ilex<br>---<br>composition isotopique du carbone; structure des feuilles; conductance mésophyllienne; limitation de la photosynthèse; Quercus ilex

Domaines: Sylviculture, foresterie

Isabel Fleck, Karen Peña-Rojas, Xavier Aranda. Mesophyll conductance to CO2 and leaf morphological characteristics under drought stress during Quercus ilex L. resprouting. Annals of Forest Science, 2010, 67 (3), ⟨10.1051/forest/2009114⟩. ⟨hal-00883595⟩