Ann. For. Sci. 63 (2006) 323-327
DOI: 10.1051/forest:2006012

Impact of drought and leaf development stage on enzymatic antioxidant system of two Populus deltoides × nigra clones

Nicolas Marron^{a, b}, Stéphane Maury^a, Cécile Rinaldi^{a, c} and Franck Brignolas<sup>a

a</sup>  Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures, UPRES EA 1207, UFR-Faculté des Sciences, Université d'Orléans, rue de Chartres, BP 6759, 45067 Orléans Cedex 02, France
^b  Present address: University of Antwerp (UA), Department of Biology, Campus Drie Eiken, Research Group of Plant and Vegetation Ecology, Universiteitsplein 1, 2610, Wilrijk, Belgium
^c  Present address: UMR INRA/UHP 1136 Interaction Arbres/Microorganismes, INRA, Centre de Recherches de Nancy, 54280 Champenoux, France

(Received 14 March 2005; accepted 12 September 2005; published online 4 April 2006)

Abstract - Impacts of mild and severe water constraints were investigated on leaf protein content and activities of superoxide dismutase (SOD), catalase and peroxidase in young cuttings of two Populus deltoides × nigra clones, 'Luisa_Avanzo' and 'Dorskamp', known to differ in their level of drought tolerance. Expanding and mature leaves were analyzed separately. The effect of water deficit on enzymatic antioxidant system depended on both clone and leaf development stage. For 'Dorskamp', which presents an higher drought tolerance than 'Luisa_Avanzo', activities of SOD and catalase increased in response to the severe water deficit in mature leaves only. For 'Luisa_Avanzo', peroxidase activity increased in response to the mild water deficit in expanding leaves merely. For both clones, three different SOD isoforms, Mn-SOD, Fe-SOD and Cu/Zn-SOD were detected in various amounts depending on drought intensity.

Résumé - Impact de la sécheresse et du stade de développement des feuilles sur les systèmes antioxydants enzymatiques de deux clones de Populus deltoides × nigra. L'impact de sécheresses modérée et sévère sur le contenu en protéines des feuilles et sur les activités de la dismutase de superoxyde (SOD), de la catalase et de la peroxydase a été étudié chez de jeunes boutures de deux clones de Populus deltoides × nigra, 'Luisa_Avanzo' et 'Dorskamp', connus pour présenter des niveaux différents de tolérance au déficit hydrique. Les feuilles en croissance et matures ont été analysées séparément. La réponse à la sécheresse des systèmes de protection enzymatiques était différente selon le clone et le stade de développement des feuilles étudiées. Pour le clone 'Dorskamp', réputé plus tolérant que 'Luisa_Avanzo' à la sécheresse, les activités de la SOD et de la catalase augmentaient dans les feuilles matures en réponse à un déficit hydrique sévère. Pour le clone 'Luisa_Avanzo', l'activité de la peroxydase augmentait essentiellement dans les feuilles en croissance en réponse à une sécheresse modérée. Pour les deux clones, trois isoformes différentes de la SOD, la Mn-SOD, la Fe-SOD et la Cu/Zn-SOD ont été détectées en quantités variables chez les deux clones en fonction de l'intensité de la contrainte hydrique.

Key words: water deficit / leaf development stage / catalase / superoxide dismutase / peroxidase

Mots clés : déficit hydrique / stade de développement foliaire / catalase / dismutase de superoxyde / peroxydase

Corresponding author: Franck Brignolas franck.brignolas@univ-orleans.fr

© INRA, EDP Sciences 2006