Publications du Service canadien des forêts

Genetic variation and control of chloroplast pigment concentrations in Picea rubens, Picea mariana and their hybrids. I. Ambient and elevated [CO2] environments. 2007. Major, J.E.; Barsi, D.C.; Mosseler, A.; Campbell, M. Tree Physiology 27: 353-364.

Année : 2007

Disponible au : Centre de foresterie de l'Atlantique

Numéro de catalogue : 26606

La langue : Anglais

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Résumé

Les traits liés à la conversion de l'énergie lumineuse ont des conséquences écologiques importantes pour la valeur adaptative des plantes. Nous avons étudié les effets d'une augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère sur les traits liés aux pigments des chloroplastes d'un complexe génétique constitué d'épinettes rouges (Picea rubens Sarg.) et d'épinettes noires (P. mariana [Mill.]) dans le cadre de deux expériences : (1) un essai de provenance et une plantation comparative près de la limite septentrionale de l'aire de répartition de l'épinette rouge; (2) une expérience de croisement dirigé intra et interspécifique. Les résultats de l'essai de provenance montrent qu'une exposition à la concentration ambiante de CO2 donne lieu à une concentration totale de chlorophylle (a + b) en moyenne 15 % supérieure à celle observée lors d'une exposition à une concentration élevée de CO2 (P < 0,001). À la concentration ambiante de CO2, les concentrations totales de chlorophylle et de caroténoïdes chez les populations d'épinettes noires sont en moyenne 11 % supérieures à celles observées chez les populations d'épinettes rouges (P < 0,001). Nous avons observé des effets significatifs liés aux espèces, au CO2 et aux interactions espèces-CO2, la concentration de chlorophylle diminuant d'environ 7 % chez l'épinette noire et 26 % chez l'épinette rouge à la suite d'une augmentation de la concentration de CO2. Les résultats de l'expérience de croisement dirigé montrent que la concentration totale de chlorophylle est la plus élevée chez les familles dont l'indice d'hybridation est de 25 (épinette rouge à 25 %) et la plus faible chez les familles dont l'indice d'hybridation est de 75 ou 100. L'analyse initiale de l'expérience de croisement dirigé appuyait un modèle de transmission plus additif, mais la détermination des parents montre un effet paternel prédominant et significatif sur le plan de la concentration de chlorophylle. À la concentration ambiante ou élevée de CO2, les croisements avec des épinettes noires mâles ont donné lieu à des hybrides dont les concentrations totales de chlorophylle étaient de 10,6 % et de 17,6 % supérieures à celles chez, respectivement, les produits du croisement d'hybrides et d'épinettes rouges mâles. Nos résultats montrent que la concentration de chlorophylle est sous fort contrôle génétique, et que ces traits sont corrélés positivement à la productivité intra et interspécifique. Nous avons également noté une corrélation positive significative entre la concentration de chlorophylle et le rapport entre l'azote total de la plante et la masse sèche des racines (r = 0,872). Les données indiquent que l'épinette rouge serait probablement désavantagée par rapport à ses concurrents dans un milieu à concentration élevée de CO2.