Genetic variation of Populus tremuloides in ecophysiological responses to CO₂ elevation

摘要

To investigate the genetic variation of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) in ecophysiological responses to [CO₂] elevation, 1-year-old seedlings of four provenances (three families per provenance) from northwestern Ontario were exposed to three [CO₂] levels in the greenhouse: ambient (360ppm), 1.5 × ambient (540ppm), and 2 × ambient (720ppm). Biomass and foliage gas exchange were examined after 60d of treatment. [CO₂] elevation significantly increased the rate of net CO₂ assimilation and photosynthetic water use efficiency. The stimulation was generally greater in the 540ppm [CO₂] than in 720ppm [CO₂]. The 720ppm [CO₂] resulted in a 10% photosynthetic down-regulation, but no down-regulation was detected in the 540ppm CO₂ treatment. The 540ppm [CO₂] (but not the 720ppm) treatment significantly decreased stomatal conductance and transpiration rate in the provenances from the Great Lakes - St. Lawrence Region but not in those from the Boreal Region. The intercellular to ambient CO₂ concentration ratio (Ci/Ca) was significantly higher under 720ppm [CO₂] than under the other two [CO₂]. The CO₂ elevations generally increased the total and root biomass, and the stimulation was greater in the 540ppm [CO₂] than in the 720ppm [CO₂] treatment. The two provenances from the Great Lakes - St. Lawrence region generally had greater biomasses than those from the boreal region, while there were no significant differences between them in the physiological variables. However, we did not find any significant differences between provenances in the responses of biomass to [CO₂] treatments.Afin d'examiner la variation génétique du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) en relation avec les réactions écophysiologiques au [CO₂] élevé, les auteurs ont exposé des plantules d'un an (trois familles par provenance) provenant du nord-ouest de l'Ontario, à trois concentrations de [CO₂], en serre, soient, ambiant (360 ppm), 1,5 × ambiant (540 ppm), et 2 × ambiant (720 ppm). Ils ont mesuré la biomasse et l'échange gazeux du feuillage, après 60 jours de traitement. L'élévation du [CO₂] augmente significativement le taux net d'assimilation du CO₂ et l'efficacité photosynthétique de l'eau. La stimulation est généralement plus importante à 540 ppm [CO₂] qu'à 720 ppm [CO₂]. Avec 720 ppm [CO₂], on observe une régulation à la baisse, mais aucune diminution ne se manifeste avec 540 ppm [CO₂]. Le traitement avec 520 ppm [CO₂] (mais pas celui avec 720 ppm) diminue significativement la conductance stomatale et le taux de transpiration chez les provenances provenant de la région St-Laurent - Grands Lacs, mais non chez celles de la région boréale. Le ratio de la concentration en CO₂ intracellulaire sur celle du milieu ambiant (Ci/Ca) est significativement plus élevé avec 720 ppm [CO₂] qu'en présence des deux autres [CO₂]. Des élévations en CO₂ augmentent généralement la biomasse racinaire et totale, et cette stimulation est plus importante avec 540 ppm [CO₂] qu'avec 720 ppm [CO₂]. Les deux provenances de la région St-Laurent - Grands Lacs montrent généralement des biomasses plus importantes que celles de la région boréale, alors qu'il n'y a pas de différence significative entre elles, dans les variables physiologiques. Cependant, les auteurs n'ont pas trouvé de différences significatives entre les provenances dans les réactions de la biomasse aux traitements [CO₂].