Authors: Morash, Andrea J.; Campbell, Douglas A.; Ireland, Robert J.

Source: Canadian Journal of Botany, Volume 85, Number 5, May 2007 , pp. 476-483(8)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Spartina alterniflora Loisel. is a dominant primary producer in salt marsh intertidal zones along the Bay of Fundy of New Brunswick and Nova Scotia, Canada, where it has a 5-month growing season from May to September. We quantified key subunits of the S.alterniflora photosynthetic system (chlorophyll, PsbA, PsaC, AtpB, RbcL) over a seasonal developmental progression to determine resource allocations and estimate capacities for key subprocesses of photosynthesis catalyzed by light-harvesting antennae, photosystems I and II (PSI and PSII, respectively), ATP (adenosine triphosphate) synthase, and RuBisCO (ribulose bisphosphate carboxylase-oxygenase). Early in the season, all of the macromolecules peaked in concentration around day 159, but then declined as leaves elongated. Later in the season, just after flowering, chlorophyll b, PsbA, PsaC, and AtpB peaked again before declining at the end of the season. RbcL, however, did not exhibit a second late-season peak, but continually declined from the early-season peak. Estimates of metabolic flux per PSII and per RuBisCO were closely parallel until late in the season, indicating coordinated regulation of catalytic turnover per complex. Early in the season, carbon fixation per RuBisCO peaked near the expected turnover rate (k_cat) for a C4 plant, but then declined. The effective absorbance cross sections of PSII varied seasonally, reflecting significant regulation of antenna performance across the season.

Le Spartina alternifolia Loisel. est un producteur primaire dominant dans les marais salants des zones intertidales, le long de la baie de Fundy, au Nouveau-Brunswick et en Nouvelle-Écosse, au Canada, avec une saison de croissance de 5 mois, de mai à septembre. Les auteurs ont quantifié les sous-unités du système photosynthétique du S. alternifolia (chlorophylle, PsbA, PsaC, AtpB, RbcL) au cours de la progression du développement saisonnier, afin de déterminer l'allocation des ressources et d'estimer les capacités des sous-processus clés de la photosynthèse, qui sont catalysés par les capteurs de lumière, soient les photosystèmes I et II, l'ATP synthase, et la RuBisCO. Tôt au début de la saison, on observe un pic de concentration pour toutes les macromolécules autour du jour 159, puis un déclin à mesure que les feuilles s'allongent. Plus tard au cours de la saison, juste après la floraison, les PsbA, PsaC et AtpB montrent un nouveau pic, avant de décroître vers la fin de la saison. Cependant, le RbcL ne montre pas ce second pic de fin de saison, mais décline de façon continue à partir du pic de début de saison. Les estimés de flux métabolique par le PSII et par la RuBisCO sont étroitement parallèles jusque tard dans la saison, ce qui indique une régulation coordonnée de la rotation catalytique par complexe. Tôt dans la saison, la fixation du carbone par la RuBisCO montre un pic près de la valeur k_cat attendue pour une plante en C4, mais décline par après. En sections transverses, l'absorbance effective du photosystème II varie selon la saison, ce qui reflète une régulation significative de la performance des capteurs tout au long de la saison.

Document Type: Research article

Publication date: 2007-05-01

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