Carbon assimilation and partitioning in white clover : effect of environmental parameters
Assimilation et distribution du carbone chez le trèfle blanc (Trifolium repens L.). Effets de contraintes du milieu
Abstract
The first part of the manuscript describes a synthesis of a 11-year study on the ecophysiology of a perennial legume. A research project is then suggested. A summary of the main activities in research management and adminstration is given afterwards.
The source-sink relationships within the plant are studied using the radioisotopic methodology with 14C. The assimilate partitioning are first investigated in laboratory experiments on model plants with simplified architecture, under steady state climatic conditions. The plant can be described as an iterated production of basic constructional interconnected units (or metamer) by the apical meristems. The partitioning of newly fixed carbon is integrated, showing that the C resource is shared by all the plant organs; daughter branches in particular are never independant of the parent stolon unless the vascular connections are broken. In a second step, the fate of recently fixed carbon and of carbohydrates reserves are investigated, under the influence of the main climatic parameters, in the laboratory or in the field. The light quality modify the source-sink relationships; plants exposed to low red:far red ratios allocate more carbon to leaves than controls, at the expense of stolons and nodulated roots. Developing leaves at stolon tips are a main site of photoperception of red:far red. A mobilisation of starch accumulated in stolons during fall is observed during winter. An osmotic adjustment occurred in cold acclimated plants subjected to chilling periods. However, the exact role of carbohydrate reserves during spring regrowth has still to be clarified. The water deficit caused a stomatal closure, limiting water losses by the plant. The carbon fixation by photosynthesis is not altered by mild water deficit. The most tolerant cultivar (Crau) maintains a higher starch concentration in stolons compared to more sensible cultivars such as Huia.
La première partie de ce document présente une synthèse de 11 années d’études sur l’écophysiologie d’une légumineuse fourragère vivace. A l’issue de cette synthèse, un projet de recherche est proposé. Les activités d’animation et d’administration de la recherche sont ensuite décrites.
Les relations source-puits dans la plante entière sont établies à l’aide du traçeur radioisotopique 14C. Dans un premier temps, des expérimentations au laboratoire ont permis de déterminer la répartition des assimilats en conditions contrôlées, sur des plantes entières à architecture simplifiée. La plante est décrite comme une succession d’unités structurales interconnectées (phytomères), émis par les méristèmes apicaux. La gestion du carbone est intégrée, montrant que la ressource carbonée est partagée par tous les organes de la plante; les ramifications en particulier ne sont jamais totalement indépendantes du stolon parent. Dans une deuxième étape, le devenir du carbone récemment assimilé et des réserves glucidiques est étudié sous l’influence de paramètres du milieu, au laboratoire ou au champ. La qualité spectrale du rayonnement modifie les relations source-puits; les plantes traitées avec des rapports rouge clair:rouge sombre bas alimentent préférentiellement en carbone les feuilles aux dépens des stolons et des racines. La jeune feuille à l’apex de stolon est un site majeur de photoperception du rapport rouge clair:rouge sombre. Les basses températures hivernales provoquent une remobilisation de l’amidon stocké dans les stolons durant l’automne. On constate un ajustement osmotique dans les tissus des plantes endurcies au froid. Cependant, le rôle exact des réserves dans la repousse printanière reste à élucider. Le déficit hydrique induit une fermeture des stomates, limitant les pertes en eau des tissus. La fixation du CO2 par la photosynthèse n’est pas altérée pour des déficits hydriques modérés. Le cultivar le plus tolérant au manque d’eau (Crau) maintient une plus forte accumulation d’amidon dans ses stolons que des cultivars plus sensibles (Huia).