En tant que principal déterminant de la productivité des plantes, la photosynthèse a longtemps été considérée comme une cible d'amélioration des programmes de sélection végétale. Pourtant, alors que la photosynthèse est relativement facile à mesurer directement à l'échelle des feuilles à l'aide d'instruments d'échange de gaz portables, la mesure à l'échelle du champ ou de l'écosystème de cette manière est irréalisable. Cela a conduit les chercheurs à étudier de nouvelles techniques moins directes qui pourraient permettre de mesurer la photosynthèse à diverses échelles.

La fluorescence de la chlorophylle induite par le soleil (SIF) est un outil prometteur pour estimer la photosynthèse à distance (c'est-à-dire depuis un satellite) en mesurant la lumière fluorescente des pigments de chlorophylle des plantes. Cependant, la relation mécaniste entre le SIF et la photosynthèse reste incertaine.

(A) Vue latérale schématique de la plaque de chambre à feuilles LI-6800 modifiée avec fibre optique de spectromètre insérée. (B) Schéma de la vue de dessus de la plaque modifiée, qui met en évidence l'orientation du trou percé de 1.5 mm en référence au trou du capteur de température. (C) Photo du système modifié avec fibre optique insérée dans la chambre des feuilles. Crédit image : Meeker et al.

Dans leur récent article en AoBP, Meeker et al. décrire les modifications qu'ils ont apportées à deux systèmes d'échange de gaz communs qui leur permettent de mesurer simultanément le SIF et la photosynthèse au niveau des feuilles. Les instruments d'échange de gaz LI-COR LI-6800 et WALZ GFS-3000 ont été modifiés avec un spectromètre visible dans le proche infrarouge (VIS-NIR) pour mesurer simultanément la fluorescence active et passive. Alors que le système WALZ est principalement limité à une utilisation en laboratoire, le système LI-COR est hautement portable et peut être utilisé sur le terrain.

Ce nouvel outil peut être utilisé pour développer une compréhension plus approfondie entre la fluorescence de la chlorophylle et la photosynthèse à différentes échelles. Alors que les auteurs ont testé le système avec une seule espèce végétale dans ce travail, ils espèrent que les recherches futures avec ces dispositifs pourraient porter sur plusieurs espèces visant à faire progresser la compréhension des mécanismes biologiques du SIF. L'utilisation de cet appareil sur le terrain avec des mesures simultanées basées sur des tours aidera également à déterminer dans quelle mesure le SIF est approprié pour la mesure des traits photosynthétiques à l'échelle du champ et de l'écosystème.

Cet article sur les outils a été publié dans le AoBP Numéro spécial intitulé Fluorescence induite par le soleil : de la feuille à l'au-delà de la canopée.