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

Abstract

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 (Yw) medido pela técnica psicrométrica de termopar isopiéstico. Fotossíntese líquida (A) vs. concentração interna de CO2 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 CO2 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 luz nas plantas com CVC foi duas vezes menor. O menor Yw nas plantas doentes reforçou a hipótese de oclusão do xilema, que provavelmente causou o menor suprimento de água para o mesofilo, diminuindo as taxas de fotossíntese e de transpiração. Todavia, houve também uma redução nas atividades metabólicas da fotossíntese, representada pela baixa eficiência de carboxilação e distúrbios fotoquímicos detectados nas plantas doentes.

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 (Yw) was measured by isopiestic thermocouple psychrometric technique. The net photosynthesis (A) vs. internal leaf CO2 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 CO2 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 Yw 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.