Spatial variability in carbon- and nitrogen-related traits in apple trees: the effects of the light environment and crop load

Autor: Benoît Pallas, Jérôme Ngao, André Marquier, Brigitte Saint-Joanis, Sébastien Martinez, Sylvie Bluy, Evelyne Costes
Přispěvatelé: Laboratoire de Physique et Physiologie Intégratives de l’Arbre en environnement Fluctuant (PIAF), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-14-CE35-0001,AlternApp,Genetic mechanisms underlying alternate cropping in apple (Malus x domestica)(2014), ANR-11-LABX-0002,ARBRE,Recherches Avancées sur l'Arbre et les Ecosytèmes Forestiers(2011), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Journal of Experimental Botany
Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2020, 72 (5), pp.1933-1945. ⟨10.1093/jxb/eraa559⟩
Journal of Experimental Botany, 2020, 72 (5), pp.1933-1945. ⟨10.1093/jxb/eraa559⟩
ISSN: 1460-2431
0022-0957
DOI: 10.1093/jxb/eraa559⟩
Popis: Photosynthetic carbon assimilation rates are highly dependent on environmental factors such as light availability and on metabolic limitations such as the demand for carbon by sink organs. The relative effects of light and sink demand on photosynthesis in perennial plants such as trees remain poorly characterized. The aim of the present study was therefore to characterize the relationships between light and fruit load on a range of leaf traits including photosynthesis, non-structural carbohydrate content, leaf structure, and nitrogen-related variables in fruiting (‘ON’) and non-fruiting (‘OFF’) ‘Golden Delicious’ apple trees. We show that crop status (at the tree scale) exerts a greater influence over leaf traits than the local light environment or the local fruit load. High rates of photosynthesis were observed in the ON trees. This was correlated with a high leaf nitrogen content. In contrast, little spatial variability in photosynthesis rates was observed in the OFF trees. The lack of variation in photosynthesis rates was associated with high leaf non-structural carbohydrate content at the tree level. Taken together, these results suggest that low carbon demand leads to feedback limitation on photosynthesis resulting in a low level of within-tree variability. These findings provide new insights into carbon and nitrogen allocations within trees, which are heavily dependent on carbon demand.
Databáze: OpenAIRE