The effects of phenotypic plasticity on photosynthetic performance in winter rye, winter wheat and Brassica napus

Nous avons évalué le rôle de la plasticité phénotypique dans la performance de la photosynthèse chez des cultivars d’hiver (Musketeer et Norstar) et de printemps (SR4A et Katepwa) du seigle (Secale cereale) et du blé (Triticum aestivum) cultivés à 20 °C (non acclimatés) ou à 5 °C (acclimatés au froid). Nous avons mesuré une augmentation de 22-40 % de l’assimilation du CO₂ en conditions de saturation de lumière chez les céréales d’hiver acclimatées par comparaison aux non acclimatées; cette augmentation s’explique par la plasticité phénotypique, dénotée par le nanisme des plantes et l’augmentation du poids spécifique des feuilles. Toutefois, la plasticité phénotypique ne pouvait pas expliquer 1) la différence de sensibilité à la température de l’assimilation du CO₂ et du transport d’électrons durant la photosynthèse, 2) l’augmentation de l’efficience et de la vitesse du transport d’électrons durant la photosynthèse en conditions de saturation de lumière 3) la diminution de la sensibilité à la lumière de la pression d’excitation et de la désactivation non photochimique observée chez les cultivars d’hiver non acclimatés. L’acclimatation au froid a réduit la performance de la photosynthèse des cultivars de printemps par comparaison aux cultivars d’hiver, mais les différences de performance de photosynthèse entre les cultivars acclimatés d’hiver et les cultivars de printemps dépendaient des modalités d’expression de la performance. La surexpression du gène BNCBF17 chez le Brassica napus a généralement entraîné la baisse de la sensibilité aux basses températures de l’assimilation de CO₂ et du transport d’électrons durant la photosynthèse même sans exposition au froid. À en juger d’après la performance de la photosynthèse chez le type sauvage, par comparaison au B. napus transgénique surexprimant le gène BNCBF17, les CBF/DREB ne régulent pas seulement la tolérance au gel, mais déterminent aussi l’architecture de la plante, l’anatomie des feuilles et la performance de la photosynthèse. Les effets apparents favorables et défavorables de l’acclimatation au froid sur la performance de la photosynthèse sont examinés au point de vue des coûts et avantages apparents de la plasticité phénotypique, de la survie à l’hiver et de la valeur adaptative.