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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 53, Number 2-3, 1996
Page(s) 469 - 474
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:19960228
Ann. For. Sci. 53 (1996) 469-474
DOI: 10.1051/forest:19960228

Photosynthesis, Rubisco activity and mitochondrial malate oxidation in pedunculate oak (Quercus robur L) seedlings grown under present and elevated atmospheric CO2 concentrations

V George, D Gerant and P Dizengremel

Équipe d'écophysiologie cellulaire, laboratoire de biologie forestière associé Inra, université Henri-Poincaré Nancy-I, BP 239, 54506 Vandoeuvre, France

Abstract - Pedunculate oak seedlings were grown at 350 and 700 μL/L CO2 in controlled chambers. After 130 days at elevated CO2, the biomass of the whole plant did not significantly increase. Photosynthesis, Rubisco activity, mitochondrial malate oxidation, carbohydrates and nitrogen contents were examined in the fourth growth flush. At 700 μL/L CO2, the leaf net photosynthetic rate was 220% higher than at 350 μL/L CO2. The decreased activity of Rubisco was accompanied by an accumulation of sucrose and glucose. The decreased oxidative capacity of crude leaf mitochondria from elevated CO2 plants was driven by the lower nitrogen and protein contents rather than by the higher carbohydrates contents in the leaves. Nevertheless, direct effects of elevated CO2 on the respiratory biochemistry cannot be excluded.


Résumé - Photosynthèse, activité Rubisco et oxydation mitochondriale du malate chez des semis de chêne pédonculé (Quercus robur L) élevés à des concentrations en CO2 atmosphérique actuelle et double. Des germinations de chêne pédonculé ont été élevées sous 350 et 700 μL/L de CO 2 en chambres de culture. Après 130 jours de CO2 élevé, la biomasse du plant entier n'a pas augmenté significativement. Les échanges foliaires de CO2, l'activité Rubisco, l'oxydation mitochondriale du malate, les teneurs de sucres et d'azote ont été étudiées sur des feuilles de la quatrième vague de croissance. À 700 μL/L de CO 2, le taux de photosynthèse nette foliaire augmente de 220 % par rapport à celui à 350 μL/L de CO2. La diminution de l'activité Rubisco est accompagnée d'une accumulation de saccharose et de glucose. La diminution de la capacité d'oxydation des mitochondries brutes de feuilles des plants sous CO2 élevé est reliée plutôt à la diminution des teneurs en azote et protéines qu'à l'augmentation de la teneur en sucres dans les feuilles. Néanmoins, les effets directs de l'élévation de CO2 sur la biochimie de la respiration ne sont pas exclus.


Key words: CO2 / Rubisco / carbohydrates / mitochondria / oak

Mots clés : CO2 / Rubisco / sucres / mitochondries / chêne