Seasonal changes in chlorophyll fluorescence quenching and the induction and capacity of the photoprotective xanthophyll cycle in Lobaria pulmonaria

摘要

Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. survives large changes in ambient light and temperature between winter and summer in temperate deciduous forests. Potential photosystem II (PSII) electron transport, measured at 20°C using chlorophyll fluorescence analysis, was consistent in thallus samples taken in March and August from a temperate deciduous forest, while the potential for nonphotochemical quenching (NPQ) was higher in March than in August. NPQ was, however, similar in March and August in a population from a coniferous site with a permanently closed canopy. Thalli measured at a typical March field temperature showed a depression of PSII electron transport, q_p and gross CO₂ uptake and a rise in realized NPQ. Xanthophyll cycle pigments were more abundant in the March than in the August samples in the deciduous forest populations but did not change significantly in the permanently closed-canopy population. In August, relatively low NPQ correlated with xanthophyll pool size in the deciduous forest samples. The more intense NPQ derived from low temperature and low CO₂-electron demand in the March samples, however, was not correlated with xanthophyll pool size. Thus, most of the NPQ observed in the high light exposure March samples was not explained by variation in xanthophyll pool size.Key words: carotenoids, excitation quenching, lichen, nonphotochemical quenching, PSII electron transport.Dans les forêts décidues tempérées, le Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. survit à de grands écarts de température et de luminosité du milieu ambiant entre l'hiver et l'été. Le transport potentiel d'électron photosystème II (PSII), mesuré par analyse à 20°C de la fluorescence de la chlorophylle, est congruent dans des échantillons de thalles prélevés en mars et en août dans une forêt décidue tempérée, alors que le potentiel du quenching non-photochimique (QNP) est plus élevée en mars qu'en août. Cependant, le QNP est semblable en mars et en août chez une population venant d'une forêt coniférienne voisine, avec une canopée fermée en permanence. Les mesures effectuées sur des thalles à une température typique du terrain en mars, montre une dépression du transport d'électron PSII, du q_p et de l'absorption brute en CO₂, ainsi qu'une augmentation du QNP réalisé. Les pigments du cycle des xanthophylles sont plus abondants dans les échantillons de mars que ceux d'août, dans les populations de forêts décidues. En août, le QNP relativement faible est corrélé avec la dimension du pool des xanthophylles dans les échantillons provenant de forêts décidues. Cependant, le QNP plus intense dérivé d'une basse température et d'une faible demande en CO₂ dans les échantillons de mars n'est pas corrélé avec la dimension du pool des xanthophylles. Ainsi, la majeure partie du QNP observé sous haute intensité lumineuse dans les échantillons de mars ne s'explique pas par la variation de la dimension du pool des xanthophylles.Mots clés : Caroténoïdes, quenching par excitation, lichen, quenching non-photochimique, transport d'électron PSII.[Traduit par la Rédaction]