Revista Chilena de Historia Natural (Mar 2006)
Photosynthetic performance of Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (Caryophyllaceae) in a high-elevation site of the Andes of central Chile Desempeño fotosintético de Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (Caryophyllaceae) en los Andes de Chile central
Abstract
Photosynthesis of Colobanthus quitensis and mesoclimatic conditions of air temperature and light intensity during the growing season were investigated at 2,650 m in the central Chilean Andes. On three typical days of the growing period (January, March and May), CO2 exchange and chlorophyll fluorescence were measured. In addition, a series of fluorescence response curves with increasing light intensity at different temperatures were performed to estimate the propensity of Andean C. quitensis populations to be photoinhibited. Net Photosynthesis (Pn) was low (ca. 2.0 mmol CO2 m-2s-1) during the morning and noon in days with high photosynthetic active radiation (PAR, above 1,800 mmol photons m-2s-1). Pn increased in the afternoon (3.5-4.8 mmol CO2 m-2s-1) when PAR decreased to ca. 1,400 mmol photons m-2s-1 and leaf temperature were ca. 20 °C. Fv/Fm in the diurnal periods was between 0.7-0.75 without evidence of photoinhibition. Leaves at 15 and 22 °C exhibited a slow decrease of F PSII with the increase in actinic light intensity, although the fraction of reaction centers open (expressed by qP) remained higher at 22 °C. NPQ was saturated at light intensities close to 500 mmol photons m-2s-1 in leaves at 22 °C and at higher intensities at 15 °C, suggesting that NPQ could be a mechanism of energy dissipation at high light intensity and high leaf temperature in the field. Our results indicated that C. quitensis is not photodamaged during the diurnal cycle and that the low Pn registered during some diurnal periods are likely to be related with photorespiration, which has been suggested as an efficient protective mechanism for photoinhibition in alpine plants. Our results are also compared with the photosynthetic performance of C. quitensis populations from the maritime AntarcticSe estudió la fotosíntesis de Colobanthus quitensis y las condiciones mesoclimáticas de temperatura del aire e intensidad lumínica a 2.650 m en los Andes de Chile central. Se midió la tasa de intercambio gaseoso y la fluorescencia de la clorofila en tres días típicos durante la estación de crecimiento (enero, marzo y mayo). Adicionalmente, se realizaron una serie de curvas de respuesta a incrementos en la intensidad lumínica a diferentes temperaturas para estimar la propensión de C. quitensis a la fotoinhibición. La fotosíntesis neta (Pn) fue baja (ca. de 2,0 mmol CO2 m-2s-1) en la mañana y mediodía en días con alta radiación fotosintéticamente activa (PAR, sobre los 1.500 mmol fotones m-2s-1). La tasa de fotosíntesis aumentó en la tarde (3,5-4,8 mmol CO2 m-2s-1) cuando la radiación PAR disminuyó a alrededor de 1.000 mmol fotones m-2s-1. Fv/Fm osciló entre 0,7-0,75 en los registros de enero y marzo, decreciendo en mayo a 0,67. Hojas medidas a 15 y 22 °C mostraron un leve descenso en F PSII con el aumento en la intensidad de luz actínica, aunque la fracción de centros de reacción abiertos (expresados por qP) fue mayor a 22 °C. NPQ fue saturado a intensidades lumínicas cercanas a 500 mmol photons m-2s-1 en hojas a 22 °C, y a intensidades mayores en hojas a 15 °C, sugiriendo que NPQ puede ser un mecanismo de disipación energética bajo condiciones de altas intensidades lumínicas y altas temperaturas en el campo. Nuestros resultados indican que C. quitensis no sufre fotodaño durante los ciclos diurnos, y probablemente, los bajos Pn registrados durante algunos periodos diurnos están relacionados con fotorrespiración, la cual ha sido sugerida como un mecanismo muy eficiente en la protección de plantas alpinas contra la fotoinhibición. Nuestros resultados también son comparados con el desempeño fotosintético de las poblaciones de C. quitensis en la Antártica marítima
