Temperature response of photosynthesis of silver fir (Abies alba Mill.) seedlings

Temperature responses of photosynthesis were assessed in a shade tolerant tree species (silver fir, Abies alba Mill.) using leaf gas exchange and chlorophyll a fluorescence measurements.Four-year-old seedlings grown in a greenhouse in N-E France were transferred into a climate chamber and kept during 24 hours at six temperature levels: 10, 18, 26, 32, 36 and 40 o C. Response curves of net CO 2 assimilation to substomatal CO 2 partial pressure were obtained on small twigs bearing a single row of needles under saturating irradiance.Maximal carboxylation rate (V cmax ) and maximal light driven electron flow (J max ) were estimated by fitting Farquhar's model to the response curves at each temperature."Dark" respiration (R d ) was estimated at the end of each response curve by measuring gas exchange after 5 min darkness in the chamber.The temperature responses of the three parameters were fitted to a thermodynamic model.Mean values at a reference temperature of 25 o C were 37, 91 and 2.6 µmol m -2 s -1 for V cmax , J max and R d , respectively.Optimal temperature was higher for V cmax (36.6 o C) than for J max (33.3 o C), and no optimum was detected for R d .Such values are very close to those of broadleaved tree species.The J max /V cmax ratio decreased with temperature.Activation energies were estimated at 56, 50 and 23 kJ mol -1 for V cmax , J max and R d , respectively.The maximal quantum efficiency of PS II estimated from chlorophyll a fluorescence declined significantly above 36 o C. It nevertheless fully recovered after 1 day at 25 o C even after 24 h heat stress at 40 o C. Irreversible injuries to PS II revealed by severe increases of ground fluorescence occurred at about 47 o C.This critical temperature for PS II increased with the air temperature imposed during the night preceding the measurements. maximal carboxylation rate / maximal light driven electron flow / dark respiration / optimal temperature / thermostabilityRésumé -Réponse thermique de la photosynthèse de jeunes semis de sapin (Abies alba Mill.).La réponse à la température de la photosynthèse du sapin pectiné (Abies alba, conifère particulièrement tolérant à l'ombre) a été caractérisée en utilisant des mesures d'échanges gazeux foliaires et de fluorescence de la chlorophylle a. Des semis de quatre ans élevés dans des conteneurs et en serre dans le N-E de la France (INRA Nancy, Champenoux) ont été transportés dans une chambre climatisée et maintenus à 6 températures (10, 18, 26, 32, 36 et 40 o C) pendant 24 h.Des courbes de réponse de l'assimilation nette de CO 2 à la concentration intercellulaire de CO 2 ont été établies sous éclairement saturant sur des rameaux de l'année portant une seule couche d'aiguilles.La vitesse maximale de carboxylation (V cmax ) et le flux maximal d'électrons (J max ) ont été estimés pour chacune de ces courbes en ajustant les résultats expérimentaux au modèle de photosynthèse de Farquhar.La respiration des aiguilles (R d ) a été estimée après chaque courbe de réponse en mesurant les échanges gazeux après 5 min d'obscurité dans la chambre.Les valeurs moyennes des paramètres du modèle à 25 o C ont été estimées à 37, 91 et 2,6 µmol m -2 s -1 pour V cmax , J max et R d , respectivement.L'optimum thermique était plus élevé pour V cmax (36,6 o C) que pour J max (33,3 o C), et aucun optimum n'a pu être estimé pour R d .L'augmentation de la température conduisait à une diminution du rapport J max /V cmax .Les énergies d'activation ont été estimées à 56, 50 et 23 kJ mol -1 pour V cmax , J max et R d , respectivement.Le rendement