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

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.