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Interactions between drought and shade on growth and physiological traits in two Populus cathayana populations

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Abstract:

The morphological and physiological responses of two contrasting Populus cathayana Rehd. populations to three light regimes, full sunlight (control), 33% full sunlight (moderate shade), and 12% full sunlight (severe shade), were investigated under well-watered and drought conditions. The populations were from Hanyuan (relatively more annual rainfall and less annual solar radiation) and Ledu (less annual rainfall and more annual solar radiation) in western China. In both populations, drought-treated plants exhibited reduced growth, leaf relative water content, net photosynthesis, and maximal efficiency of photosystem II (PSII); increased levels of chlorophyll, carotenoid, abscisic acid, and carbon isotope composition; and a greater accumulation of malondialdehyde (MDA) than did well-watered plants. There was an apparent alleviation of drought effects by moderate shade, especially in the Hanyuan population, as indicated by the higher leaf relative water content, net photosynthesis, stomatal conductance, and maximal efficiency of PSII and the lower MDA content. On the other hand, an apparent aggravation of drought effects by severe shade was also observed, especially in the Ledu population, as indicated by the lower total biomass and net photosynthesis and the higher MDA content. Moreover, the Hanyuan population was more shade tolerant and drought sensitive than the Ledu population.

Les réactions morphologiques et physiologiques de deux populations différentes de Populus cathayana Rehd. à trois régimes de lumière, c.-à-d. plein ensoleillement (témoin), 33 % du plein ensoleillement (ombrage modéré) et 12 % du plein ensoleillement (très ombragé), ont été étudiées dans des conditions adéquates d’arrosage et des conditions de sécheresse. Les populations provenaient de Hanyuan (précipitations annuelles relativement plus élevées et rayonnement solaire annuel relativement plus faible) et de Ledu (moins de précipitations annuelles et plus de rayonnement solaire annuel) dans l’ouest de la Chine. Dans les deux populations, la croissance, la teneur relative en eau dans les feuilles, la photosynthèse nette et l’efficacité maximale de PSII étaient plus faibles et les quantités de chlorophylle, de carotène, d’acide abscissique, la composition isotopique du carbone ainsi que l’accumulation de propanedial étaient plus élevées chez les plants exposés à la sécheresse que chez les plants bien arrosés. Les effets de la sécheresse ont apparemment été atténués par un ombrage modéré, spécialement dans la population de Hanyuan, tel que l’indiquaient une teneur relative en eau dans les feuilles, une photosynthèse nette, une conductance stomatale et une efficacité maximale de photosystème II (PSII) plus élevées ainsi qu’un contenu en propanedial plus faible. D’un autre côté, les effets de la sécheresse ont apparemment été aggravés par des conditions très ombragées, spécialement dans la population de Ledu, tel que l’indiquaient la biomasse totale et la photosynthèse nette plus faibles ainsi que le contenu en propanedial plus élevé. De plus, la population de Hanyuan était plus tolérante à l’ombre et plus sensible à la sécheresse que la population de Ledu.

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2008

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