Stem and leaf growth of alpine sun and prairie shade ecotypes of Stellaria longipes under different photoperiods: role of ethylene

摘要

Plant ecotypes of Stellaria longipes Goldie from competitive, shade-adapted prairie habitat and less competitive, nonshaded alpine habitat were subjected to shortened or extended photoperiod conditions. Increasing daylength was positively correlated to increased stem elongation in both ecotypes. Leaf length and area for shade (prairie) plants was significantly altered with increased photoperiods, whereas sun (alpine) plants exhibited minimal leaf expansion in response to increased photoperiod. Increased ethylene evolution in the alpine genotype during rapid stem elongation and extended photoperiods suggests that ethylene plays a growth regulatory role in this sun-adapted genotype. The prairie genotype evolved less ethylene during these same periods, indicating either a diminished requirement for elevated ethylene to effect elongation and leaf expansion responses or possibly increased ethylene sensitivity because of interactions with other hormones, such as gibberellin or auxin. The sun genotype consistently produced more ethylene than the shade genotype under all photoperiod treatments. We conclude that photoperiod alters stem elongation and leaf expansion responses; similar trends were observed for extended photoperiods as were observed for shaded conditions, specifically low light intensity (photosynthetically active radiation) conditions. Further, ethylene levels altered during these responses, especially in sun-adapted alpine plants, which suggests that ethylene is involved in these growth responses.Les auteurs ont étudié des écotypes du Stellaria longipes Goldie, provenant d'un habitat de prairie compétitif, adaptés à l'ombre, et d'un habitat moins compétitif alpin, de pleine lumière, qu'ils ont soumis à des conditions de photopériode allongées ou raccourcies. On observe une corrélation positive entre l'augmentation de la longueur du jour et l'augmentation de l'élongation de la tige, chez les deux écotypes. La longueur et la surface des feuilles, chez les plantes d'ombre (prairie), se modifient significativement avec une augmentation de la période lumineuse, alors que les plantes de plein soleil (alpines) montrent une expansion minimale de leurs feuilles, en réaction au photopériodes accrues. Chez le génotype alpin, une augmentation de l'émission d'éthylène, au cours de l'élongation rapide de la tige sous des photopériodes allongées, suggère que l'éthylène joue un rôle régulateur chez ce phénotype adapté au soleil. Le génotype de prairie émet moins d'éthylène au cours de la même période; ceci indique soit un moindre besoin en éthylène élevé pour affecter les réactions d'élongation et d'expansion des feuilles, ou possiblement une sensibilité accrue à l'éthylène, due à l'interaction avec d'autres hormones, telles que les gibbérellines ou l'auxine. Le génotype de pleine lumière produit toujours plus d'éthylène que le génotype d'ombre, quels que soient les traitements photopériodiques. Les auteurs concluent que la photopériode altère les réactions d'élongation de la tige et d'expansion des feuilles, avec l'observation de tendances comparables en photopériode accrue ou en situation ombragée, spécifiquement sous des conditions de faible éclairement (radiation photsynthétiquement active). De plus l'altération des concentrations d'éthylène au cours de ces réactions, surtout chez les plantes adaptées au soleil, suggère que l'éthylène est impliqué dans ces réactions de croissance.