Diffusional conductances to CO2 as a target for increasing photosynthesis and photosynthetic water-use efficiency.

Flexas, J., Niinemets, Ü, Gallé, A., Barbour, M.M., Centritto, M., Díaz-Espejo, A., Douthe, C., Galmés, J., Ribas-Carbó, M., Rodríguez, P.L., Rosselló, F., Soolanayakanahally, R.Y., Tomás, M., Wright, I.J., Farquhar, G.D., et Medrano, H. (2013). « Diffusional conductances to CO2 as a target for increasing photosynthesis and photosynthetic water-use efficiency. », Photosynthesis Research, 117(1-3), p. 45-59. doi : 10.1007/s11120-013-9844-z  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Pour assurer la durabilité de l’agriculture et de la sylviculture, il est essentiel d’améliorer le gain de carbone et l’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE) du matériel végétal. Au niveau de la physiologie de la feuille, cet objectif exige un accroissement du taux de photosynthèse nette (AN) par rapport à la conductance stomatique (gs). Dans le présent article, nous passons en revue les données existant sur les contraintes qu’impose la diffusion du CO2 à la photosynthèse et à l’EUE. Une analyse d’observations antérieures visant un large éventail de plantes cultivées et sauvages très diverses quant à la conductance du mésophylle au CO2 (gm), à la gs et à l’AN du feuillage a révélé que la gs et la gm ont toutes deux un effet limitatif sur l’AN, bien que l’importance relative de ces deux types de conductances dépende de l’espèce et des conditions. Selon la loi de diffusion de Fick, l’EUE intrinsèque (rapport AN/gs) devrait présenter une corrélation avec le rapport gm/gs et non avec la gm elle-même. Une telle corrélation a bel et bien été observée parmi les données disponibles. Cependant, cette corrélation n’est pas toujours effective, car l’AN dépend en outre de la capacité photosynthétique (Vc, max). Or, dans un très petit nombre de cas, il a été démontré que la sélection du génotype avait permis d’accroître à la fois l’AN et l’EUE, mais un tel résultat n’a jamais été obtenu dans le cas de végétaux spécifiquement modifiés pour une réduction de la gs ou un accroissement de la gm. Si on accroît uniquement la gm, on augmente le taux de photosynthèse et parfois également l’EUE. Cependant, en pratique, il semble qu’on puisse ainsi accroître l’EUE uniquement s’il n’y a aucun changement concomitant de la gs. En conclusion, pour améliorer simultanément l’AN et l’EUE, il faut manipuler génétiquement la gm tout en évitant de modifier la gs. Nous avançons donc que le caractère à sélectionner pour améliorer l’EUE est un accroissement du rapport gm/gs.

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