CO2 assimilation, photosynthetic light response curves, and water relations of 'Pêra' sweet orange plants infected with Xylella fastidiosa

Abstract

Plants with citrus variegated chlorosis (CVC), a disease caused by the xylem-limited bacteria Xylella fastidiosa, have leaves with water deficiency symptoms and are associated with decreases on the net photosynthesis and transpiration rates. Using healthy and CVC-affected 'Pêra' sweet orange plants on 'Rangpur' lime rootstock, the leaf gas exchange variables were measured with an open-gas portable photosynthesis system. All plants were watered and the leaf water potential (Ψ w ) was measured by isopiestic thermocouple psychrometric technique. The net photosynthesis (A) vs. internal leaf CO 2 concentration (A/Ci curves) was analyzed. The relative effect of stomatal resistance on photosynthesis (S%) and the estimation of carboxylation efficiency were calculated. The rates of photosynthesis and transpiration, stomatal conductance, and internal leaf CO 2 concentration (Ci) were also measured while varying the photosynthetic photon flux density (PPFD). The S% values were approximately 30 % greater in infected plants when compared to healthy ones. The light compensation point for diseased plants was higher than in the healthy ones, and the saturation light point in plants with CVC was twofold lower. The lower Ψ w in diseased plants favours the hypothesis of xylem occlusion, which probably caused a lower water supply to the mesophyll, thus decreasing the photosynthesis and transpiration rates. Nevertheless, there was also a reduction in the photosynthetic metabolic activities, represented by lower carboxylation efficiency and photochemical disturbances that were detected in diseased plants.Key words: A/Ci curves, citrus variegated chlorosis, Citrus sinensis L. Osbeck, photosynthetic photon flux density, photosynthetic metabolism, stomata.Assimilação do CO 2 , curvas de resposta fotossintética à luz e relações hídricas de plantas da laranja doce 'Pêra' infectadas com Xylella fastidiosa: Plantas com clorose variegada dos citros (CVC), uma doença causada pela bactéria Xylella fastidiosa, restrita ao xilema, apresentam folhas com sintomas de deficiência hídrica, associados com diminuição na fotossíntese líquida e na taxa de transpiração. Utilizando-se plantas sadias e com CVC de laranjeira 'Pêra' sobre limoeiro 'Cravo', as variáveis de trocas gasosas foram medidas com sistema portátil aberto de fotossíntese. Todas as plantas foram irrigadas e o potencial da água na folha (Ψ w ) medido pela técnica psicrométrica de termopar isopiéstico. Fotossíntese líquida (A) vs. concentração interna de CO 2 na folha (curvas A/Ci) foram analisadas. O efeito relativo da resistência estomática sobre a fotossíntese (S%) e a estimativa da eficiência de carboxilação foram calculados. Taxas de fotossíntese e transpiração, condutância estomática e concentração interna de CO 2 na folha (Ci) foram também medidas quando se variou a densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (DFFFA). Os valores de S% foram 30 % maiores nas plantas doentes, comparados às sadias, e seu ponto de compensação de luz também foi maior e o ponto de saturação de...

Fluxo de seiva e fotossíntese em laranjeira 'Natal' com clorose variegada dos citros

“…Maior redução de assimilação de CO 2 em relação à transpiração também foi verificada por Habermann et al (2003a) e Ribeiro et al (2003a. Em geral, uma mesma redução de condutância causa maior redução na transpiração do que na assimilação de CO 2 , devido às resistências envolvidas (Khairi & Hall, 1976;Nobel, 1999).…”

“…Assim, como o decréscimo da assimilação de CO 2 nas plantas com CVC foi maior do que o decréscimo na transpiração, somente o menor valor de condutância estomática não explicaria totalmente o decréscimo na assimilação de CO 2 das plantas infectadas. De fato, Ribeiro et al (2003aRibeiro et al ( , 2003bRibeiro et al ( , 2004 e Habermann et al (2003a) observaram que, além da queda da condutância estomática, fatores relacionados com reações bioquímicas e fotoquímicas também afetam a taxa de assimilação de CO 2 em laranjeiras infectadas.…”

“…Diminuição da condutância estomática, das taxas de fotossíntese e de transpiração e do potencial da água na folha, em plantas com CVC, são atribuídas à obstrução dos vasos do xilema (Machado et al, 1994;Habermann et al, 2003aHabermann et al, , 2003bMcElrone et al, 2003;Ribeiro et al, 2003aRibeiro et al, , 2003bRibeiro et al, , 2004. A queda na taxa de fotossíntese afeta o crescimento, visto que praticamente todo o carbono acumulado na planta é proveniente desse processo.…”

“…Em plantas infectadas com CVC com redução da taxa de assimilação de CO 2 , observou-se que a fotorrespiração funciona como um mecanismo fotoprotetor, que atenua o excesso de excitação sobre o fotossistema II (Habermann et al, 2003a;Ribeiro et al, 2003aRibeiro et al, , 2004.…”

Rooting of healthy and CVC-affected 'Valência' sweet orange stem cuttings, through the use of plant regulators

“…However, further than xylem blockage, CVC-affected plants have low net photosynthesis rates (Machado et al, 1994;Medina, 2002;Gomes et al 2003b;Habermann et al, 2003a;Ribeiro et al, 2003;Habermann, 2004). There is also evidence of decreased rubisco enzyme efficiency (carboxylation efficiency) in CVC-affected plants (Habermann et al, 2003b), that is, the photosynthetic metabolism is affected as well, what indicates a lower starch production, accumulation and translocation from leaves to the base of cuttings. In fact, Queiroz-Voltan and Paradella Filho (1999) observed anatomical alterations in leaves of CVC-affected plants.…”