Kontrasterende invloed van chroniese osoonblootstelling op fotosintetiese elektronoordrag en CO<sub>2</sub>-assimilering in gevoelige (<i>S156</i>) en bestande (<i>R123</i>) <i>Phaseolus vulgaris</i> L. genotipes

  • Gert HJ Kruger North-West University
  • Cornelius CW Scheepers North-West University
  • Reto J Strasser University of Geneva
  • Jacques M Berner North-West University
Keywords: Phaseolus vulgaris, osoon, chlorofil a-fluoressensie, OEC, PSII, fotosintetiese elektronoordrag, CO2-assimilering, stomatale geleiding, saadopbrengs, open-top-groeikamers

Abstract

Troposferiese osoon (O3) word beskou as een van die belangrikste lugbesoedelstowwe aangesien dit wêreldwyd meer skade aan landbougewasse aanrig as al die ander besoedelstowwe saam. Weens die oksiderende aard daarvan verooraak O3 blaarskade en ’n afname in fotosintese. Bestandheid van gewasse teen O3 verskil aansienlik tussen spesies en genotipes. Met hierdie studie is nuwe inligting oor die fisiologiese en biochemiese grondslag van die skadelike effek van O3 verkry deur chroniese blootstelling van twee bosboongenotipes met bekende gevoeligheid vir O3, naamlik S156 (gevoelig) en R123 (bestand), aan onderskeidelik houtskool-gefiltreerde lug en 80 dpm O3. Die studie is uitgevoer in oop-dek-groeikamers (OTCs) vir die volle groeiperiode tot wasdom. Die status van die fotosintetiese apparaat van die proefplante is bepaal deur analise van chlorofil a-fluoressensiekinetika en CO2-afhanklikheidskrommes (A:Ci). Fisiologiese effekte
is by S156 waargeneem lank voor die verkyning van nekrotiese vlekke op die drieledige blare. Fotosintese is aansienlik gerem in S156, hoofsaaklik weens ontkoppeling van die suurstofvrystellingskompleks (OEC), remming van fotosintetiese elektronoordrag, gevolglike afname in die reduksie van eind-elektronontvangers (ferredoksien, NADP+) en die gepaardgaande afname in die karboksilering en die regenerering van ribulose-1,5-bisfosfaat. Saad- en peulopbrengs het nou ooreengestem met die fotosintetiese gedrag van die proefplante. Ofskoon blare van albei genotipes sigbaar aangetas was, was dit S156 wat ernstige nekrotiese vlekke vertoon het. Hierdie data bied nuwe inligting en komplementeer bestaande kennis oor die prosesse onderliggend aan die fitotoksisiteit van O3, nodig vir die ontwikkeling van bestande genotipes .

Author Biographies

Gert HJ Kruger, North-West University

School of Biological Sciences, North-West University, Potchefstroom, South Africa

Cornelius CW Scheepers, North-West University

School of Biological Sciences, North-West University, Potchefstroom, South Africa

Reto J Strasser, University of Geneva

School of Biological Sciences, North-West University, Potchefstroom, South Africa and Laboratory of Bioenergetics, University of Geneva, Switzerland

Jacques M Berner, North-West University

School of Biological Sciences, North-West University, Potchefstroom, South Africa

Published
2018-12-05
Section
Articles