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Physiological responses of Abies faxoniana seedlings to different non-growing-season temperatures as revealed by reciprocal transplantations at two contrasting altitudes

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Abstract:

Detailed information on plants’ responses to varying temperature conditions will be useful when assessing the potential effects of climate change. We conducted reciprocal transplantations in Abies faxoniana Rehd. et Wils. to detect responses of seedlings to different winter (non-growing-season) temperatures in the Wanglang National Nature Reserve, China. Winter temperature variation might alter nitrogen allocation between 1-year-old leaves and branchlets. In leaves, coupling acclimation between photosynthesis potential (evident in pigment content and composition and carbon isotope composition (13C)) and adversity tolerance (detectable in peroxidase activity, malondialdehyde content, and nonstructural carbohydrate composition) to winter temperature variation was documented, whereas in branchlets, warming winter did not result in a 13C-discriminative respiration process at tissue level. Although the experiment included only a short winter period, warming winter was found to pose a negative influence (decreased storage and increased leaf thickness) on A. faxoniana seedlings of subalpine forest understory. As both genetic adaptation and phenotypic plasticity could be responsible for such physiological variation, a detailed altitudinal investigation and a long-term experiment on A. faxoniana seedlings are needed to properly assess their responses to climate change.

De l’information détaillée sur la réponse des plantes à différentes conditions de température sera utile pour évaluer les effets potentiels du changement climatique. Nous avons réalisé des transplantations réciproques d’Abies faxoniana Rehd. et Wils. pour détecter les réponses des semis à différentes températures hivernales (saison dormante) dans la Réserve naturelle nationale de Wanglang, en Chine. La variation de la température hivernale pourrait modifier l’allocation de l’azote entre les aiguilles d’un an et les rameaux. Dans les aiguilles, nous avons établi le lien entre la capacité photosynthétique (déterminée par le contenu en pigments et leur composition ainsi que la composition isotopique du carbone (13C)) et la tolérance au stress (déterminée par l’activité de la peroxidase, la teneur en malonaldéhyde et la composition en hydrates de carbone non structuraux) causé par la variation de la température hivernale. Par contre, dans les rameaux le réchauffement hivernal n’a pas entraîné de processus de respiration discriminatif à l’endroit de 13C dans les tissus. Même si l’expérience incluait seulement une petite partie de la saison dormante, nous avons observé que le réchauffement hivernal avait une influence négative (diminution des réserves et augmentation de l’épaisseur des aiguilles) sur les semis d’A.faxoniana en sous-étage de la forêt subalpine. Étant donné que l’adaptation génétique tout comme la plasticité phénotypique pourraient être responsables de telles variations physiologiques, une étude altitudinale détaillée et une expérience à long terme avec des semis d’A. faxoniana est nécessaire pour évaluer correctement leurs réactions au changement climatique.

Document Type: Research Article

Publication date: 2011-03-01

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