Temperature response of photosynthesis and its interaction with light intensity in sweet orange leaf discs under non-photorespiratory condition | Resposta da fotossíntese à temperatura e sua interação com a intensidade luminosa em discos foliares de laranjeira doce na ausência de fotorrespiração

This study aimed to evaluate the response of photosynthesis (A), given by photosynthetic O2 evolution, to increasing temperature from 25 to 50ºC in sweet orange (Citrus sinensis (L.) Osbeck) leaf discs under non-photorespiring conditions. In order to evaluate the response of gross photosynthesis to temperature and the balance between photosynthetic and respiratory activities, respiration (Rd) rates were also measured, i.e. the O2 uptake in each temperature. In addition, light response curves of photosynthesis were performed by varying the photosynthetic photon flux density (PPFD) from 0 to 1160 µmol m-2 s-1 at 25 and 40ºC. The highest A values were observed at 35 and 40ºC, whereas the highest Rd values were noticed at 50ºC. A higher relationship A/Rd was found at 30 and 35ºC, suggesting an optimum temperature of 35ºC when considering the balance between photosynthesis and respiration under non-photorespiring condition. Overall, heat effects on plant metabolism were more evident when evaluating the relationship A/Rd. In light response curves, higher A values were also found at 40ºC under PPFD higher than 300 µmol m-2 s-1. Light saturation point of photosynthesis was increased at 40ºC, without significant change of quantum efficiency under low PPFD. Respiration was also enhanced at 40ºC, and as a consequence, the light compensation point increased. The better photosynthetic performance at 35-40ºC was supported by higher photochemical efficiency in both light and temperature response curves. The temperature-dependence of photosynthesis was affected by growth temperature, i.e. a high air temperature during plant growth is a probable factor leading to a higher photosynthetic tolerance to heat stress.

Este estudo foi conduzido para avaliar a resposta da fotossíntese (A), dada pela evolução fotossintética de O2, ao aumento da temperatura de 25 para 50ºC em discos foliares de laranjeira doce (Citrus sinensis (L.) Osbeck) sob condição de não–fotorrespiração. Visando avaliar a resposta da fotossíntese bruta à temperatura e o balanço entre as atividades fotossintética e respiratória, a taxa de respiração (Rd) foi também medida, i.e. a absorção de O2 em cada temperatura. Avaliaram–se ainda, as curvas de resposta da fotossíntese à luz, variando–se a densidade de fluxo de fótons fotossintéticos (DFFF) entre 0 e 1160 µmol m–2 s–1, a 25 e 40ºC. Maior fotossíntese líquida (A) foi observada a 35 e 40ºC, ao passo que os maiores valores de Rd foram verificados a 50ºC. Uma alta relação A/Rd foi verificada a 30 e 35ºC, sugerindo a temperatura ótima de 35ºC quando considerado o balanço entre fotossíntese e respiração sob condição de não–fotorrespiração. Os efeitos da temperatura no metabolismo vegetal foram mais evidentes quando avaliada a relação A/Rd. Nas curvas de resposta à luz, maiores valores de A também foram observados a 40ºC em DFFF superior a 300 µmol m–2 s–1. O ponto de saturação luminosa da fotossíntese foi aumentado a 40ºC, sem alterações significativas na eficiência quântica sob baixa DFFF. A respiração também foi estimulada a 40ºC, e como conseqüência, houve aumento do ponto de compensação luminoso. O melhor desempenho fotossintético a 35–40ºC foi relacionado com uma maior eficiência fotoquímica, tanto na curva de resposta à temperatura como à luz. A dependência da fotossíntese em relação à temperatura foi afetada pela temperatura de crescimento, i.e. maior temperatura do ar durante o crescimento das plantas é um provável fator determinante da maior tolerância fotossintética ao estresse térmico.