Canopy carbon and oxygen isotope composition of 9-year-old hoop pine families in relation to seedling carbon isotope composition, growth, field growth performance, and canopy nitrogen concentration

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Abstract:

Carbon isotope composition (13C), oxygen isotope composition (18O), and nitrogen concentration (Nmass) of branchlet tissue at two canopy positions were assessed for glasshouse seedlings and 9-year-old hoop pine (Araucaria cunninghamii Ait. ex D. Don) trees from 22 open-pollinated families grown in 5 blocks of a progeny test at a water-limited and nitrogen-deficient site in southeastern Queensland, Australia. Significant variations in canopy 13C, 18O, and Nmass existed among the 9-year-old hoop pine families, with a heritability estimate of 0.72 for branchlet 13C from the upper inner canopy position. There was significant variation in canopy 13C of glasshouse seedlings between canopy positions and among the families, with a heritability estimate of 0.66. The canopy 13C was positively related to canopy Nmass only for the upper outer crown in the field (R = 0.62, p < 0.001). Phenotypic correlations existed between tree height and canopy 13C (R = 0.37–0.41, p < 0.001). Strong correlations were found between family canopy 13C at this site and those at a wetter site and between field canopy 13C and glasshouse seedling 13C. The mechanisms of the variation in canopy 13C are discussed in relation to canopy photosynthetic capacity as reflected in the Nmass and stomatal conductance as indexed by canopy 18O.

La composition isotopique de carbone (13C) et d'oxygène (18O) ainsi que la concentration en azote (Nmass) de tissus extraits de rameaux prélevés dans deux positions du couvert ont été estimées pour des semis élevés en serre et des plants d'araucaria de Cunningham (Araucaria cunninghamii Ait. ex D. Don) âgés de 9 ans. Ces derniers proviennent de 22 familles en pollinisation libre, en croissance dans cinq blocs d'un test de descendances localisé sur un site déficient en eau et en azote dans le sud-est du Queensland, en Australie. Des variations significatives de 13C, 18O et Nmass existaient entre les familles d'araucarias âgés de 9 ans, avec une héritabilité estimée à 0,72 pour la 13C des rameaux prélevés dans la partie interne du couvert supérieur. Il y avait une variation significative de la 13C du couvert des semis élevés en serre entre les positions dans le couvert et parmi les familles, avec une héritabilité estimée à 0,66. Au terrain, la 13C du couvert était positivement corrélée à la Nmass du couvert seulement pour la partie périphérique du couvert supérieur (R = 0,62, p < 0,001). Des corrélations phénotypiques existaient entre la hauteur des arbres et la 13C du couvert (R = 0,37–0,41, p < 0,001). De fortes corrélations ont été trouvées entre la 13C du couvert des familles de ce site et celle observée pour un site plus humide, et entre la 13C du couvert mesurée au terrain et la 13C des semis élevés en serre. Les mécanismes de la variation de la 13C du couvert sont discutés en relation avec la capacité photosynth&e

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2001

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