TAIMEDE FOTOSÜNTEES JA SELLE SEOS KESKKONNATINGIMUSTEGA

2003-2007 sihtfinantseeritav teadusteema

Lühikokkuvõte

Kasutades kaasaegseid biofüüsika, füsioloogia ja molekulaarbioloogia meetodeid uuritakse tavaliste ja transgeensete taimede fotsünteesi määravaid ja piiravaid tegureid, stressifaktorite toimemehhanisme ja taimede kohastumist nendele laboratoorsetes ja looduslikes tingimustes. Tähelepanu all on niisugused fotosünteesiaparaadi parameetrid nagu fotosüsteemid II ja I, fotosüsteemide-vaheline elektronikandja tsütokroom b6f kompleks ja ribuloos 1,5-bisfosfaadi karboksülaas-oksügenaas.

1. Sissejuhatus

Fotosüntees on ainuke protsess eluringes, mille käigus tekib orgaaniline aine mitteorgaanilisest, ja sellisena tema tähtsus ei vaja kommentaare, eriti arvestades ootamatult aeglast progressi termotuumaenergeetika praktilisel rakendamisel. Taimede fotosüntees määrab oluliselt meie elu kvaliteedi nii toidu, energia kui ka elukeskkonna osas ja fotosünteesi ning sellega seotud metabolismi uurimine on seetõttu üks olulisi teadusteemasid. Fotosüntees on teadustevaheline probleem, alates pikosekundiliste protsesside biofüüsikast, läbi molekulaarbioloogia, biokeemia ja füsioloogia kuni ökoloogia ja klimatoloogiani - seoses keskkonna puhtuse, ökosfääri tasakaalu ja kliima muutustega. TÜMRI taimefüsioloogia õppetooli teadustemaatika katab selle areaali üsna laialt. Käesolev teema ulatub biofüüsikast kuni füsioloogiani, selle rakendused viivad aga teadusliku aparaadiehituse tehnoloogiasse.

2. Teema teaduslik kirjeldus

2.1. Ergastuse mittefotokeemiline kustutamine fotosüsteemis II

Fotosüntees algab kvandi neeldumisega mingis klorofülli molekulis, kust siis ergastus liigub edasi klorofüllilt klorofüllile, kuni jõuab nn. tsentriklorofüllile, mis ei anna ergastust edasi vaid ioniseerub, siirates elektroni nn. aktseptormolekulile. Ergastuse teel on kaod, mis on tingitud esiteks loomulikust termilisest konversioonist, teiseks aga on bioloogilise regulatsiooni tarbeks süsteemi sisse viidud konkureerivad ergastuse kustutajad. Viimaste regulatsioon tundub aga olevat ebatäiuslik: nad peaks olema täielikult väljalülitatud kui valgust on niigi vähe, tegelikult aga paljudel juhtudel, eriti stressi ajal ja järgselt, nad seda ei ole. Selle tulemusena tekivad lisakaod, mis oluliselt vähendavad fotosünteesi kvantsaagist. Oleme uurinud mittefotokeemilise kustutuse mehhanismi, et teada saada, missugused on minimaalselt võimalikud kaod, millal ja miks jäävad aktiivseks ergastuse lisakustutajad (Laisk ja Oja 1998, Oja ja Laisk 1998, Laisk ja Oja 2000, Oja ja Laisk 2000). Nendest töödest johtub järgmine küsimus: kas mittepöörduv kustutamine (fotoinhibitsioon) on klorofüll-antennis toimuva reguleeritud (‘energy-dependent’) kustutuse pikema-aegne edasikestmine stressitingimustes (sama mehaanism, aga regulaatori häire) või on tegu hoopis teise mehhanismiga? Kui õiged on mõlemad hüpoteesid, siis missugune on nende suhteline osatähtsus?

Selle probleemi osas kavatseme ette võtta näiteks järgmised uuringud.

  1. Kas antennis indutseeritav mittefotokeemiline kustutaja on spektraalselt selektiivne? Vastamiseks mõõdame PSII kvantsaagist kõigepealt valges valguses ja kaugpunases (720 nm), edaspidi ka mitmetel monokromaatsetel lainepikkustel. Kustutaja spektraalne selektiivsus (kui see olemas on) näitab, missugsed Chl molekulid on otseses kontaktis kustutajaga ja missugused mitte.
  2. Uurime fotoinhibitsiooni tekkimist olukorras, kus antennikustutust ei ole. Selleks kasutame transgeenseid taimi, millel antennikustutus puudub, aga ka valgustamist tugevate lühikeste valguspulssidega, mis annavad palju kvante, kuid mille jooksul antennikustutus veel ei arene. Nendest katsetest peaks selguma, kuivõrd antennikustutus on kaitse tsentrite fotoinhibitisiooni vastu.
  3. Uurimetaimi olukorras, mil lehtede fotosünteesi produktiivsus ületab taime vajadused. Teeme kindlaks, kas fotosünteesi vähenemine nendel on seotud ikka sama ‘energy-dependent’ mehhanismiga või destruktiivse fotoinhibitsiooniga?

2.2. Fotosüsteemide II ja I antennide ristlõiked

Paralleelsetest klorofülli fluorestsentsi, 820 nm absorbtsiooni ja CO2 sidumise kiiruse mõõtmistest on võimalik leida fotosüsteemide II ja I antennide suhtelised optilised ristlõiked (Eichelmann and Laisk 2000, Laisk et al. 1999). Seda meetodit rakendame antennide ristlõigete regulatsiooni uurimiseks.

1. PSII ja PSI antennide kohastumine valguse spektraalkoosseisu muutustele (state-transition). Kutsume esile state-transitioni valgustades lehti punase ja kaugpunase valgusega. Näitame kvantitatiivselt, kui suur kogus klorofülli eemaldadub PSII juurest selle protsessi käigus ja selgitame selle füsioloogilist tähtsust.

2. Sama meetodit kasutades uurime antennide ristlõigete suhet C4 taimedes. Nimelt, neis taimedes peaks PSI antenn teoreetiliselt olema kaks korda suurema ristlõikega kui PSII antenn, sest neis taimedes peab PSI tootma lisa-ATP CO2 transpordi mehhanismi tarbeks. Antennide ristlõike tegelik väartus C4 taimedes võimaldab teha järeldusi CO2 transpordisüsteemi energiakulu kohta neis taimedes.

2.3. Elektrontransport PSII -> PSI ja PSI regulatsioon

(Osa sellest projektist finantseeritakse Eesti Teadusfondi Grant nr 5236 alt)

Kui klorofüll PS II ümber fluorestseerib, siis PS I ümber mitte. Informatsiooni saab aga siiski PSI tsentripigmendi P700 redoksseisundi kaudu, mida saame registreerida 820 nm neeldumisribas. Kahjuks muutub samas ribas ka plastotsüaniini (PC) ja ferredoksiini (Fd) neeldumine, mis muudab 820 nm signaali interpretatsiooni keeruliseks. Analüüsime seda signaali, oksüdeerides PSI doonorpoolt järkjärguliselt kaugpunase valgusega. Välja on töötatud matemaatilise reegli 820 nm signaali deshifreerimiseks. Rakendades seda uut meetodit, saab 820 nm signaali abil kiiresti ülevaate PSI doonorpoolest, Cyt f, PC ja P700 hulgast ja redoks-seisundist fotosünteesivas lehes.

Fotosünteetilise elektrontranspordi kiirust piiravaks astmeks on tsütokroom b6f (Cyt b6f), mis asub kahe fotosüsteemi vahel. On teada, et selle töökiirus allub regulatsioonile, kuid regulatsiooni printsiibid ja mehhanism ei ole päris selged. Eriti oluline on nn. tsükliline elektrontransport: kas üldse, ja kui, siis missugustes tingimustes elektronid pöörduvad PSI aktseptorpoolelt (läbi Cyt b6f ??) doonorpoolele tagasi transportides ekstra H+ ja võimaldades lisa ATP sünteesi? Eelmise aruandeperioodi tööd kavatseme jätkata Nendes katsetes kasutame spetsiaalselt konstrueeritud katikute abil genereeritavaid lühikesi valgus- ja pimepulsse (Eichelmann et al. 2000). Nende katsete loogika oleks lühidalt järgmine.

  1. PSI redoks-tiitrimine kaugpunase valgusega ja 820 nm signaali analüüs. Matemaatilise mudeli kaudu, mis arvestab doonorpoole redoks-tasakaalu, tuletame signaali ajalise käigu. Mudelist leiame algoritmi, mis aitab igasuguse 820 nm signaali väartuse konverteerida PSI doonorpoole elektronkandjate hulga ja nende redoks-seisundi väärtusteks.
  2. Kasutades ülalkirjeldatud konversioonivalemit mõõdame tsüklilise elektrontranspordi kiirust. Pärast valguse katkestust toimuvast 820 nm signaali muutusest (P700 rereduktsioon) arvutame kiiruse, millega elektronid saabuvad PSI doonorpoolele. Kui see on suurem kiirusest, millega elektronid läbivad PS II (määratud klorofülli fluorestsentsist), siis vahe annabki tsüklilise elektrontranspordi kiiruse.
  3. On teada, et pimedas toimub elektronide spontaanne sisenemine fotosüsteemide-vahelisse alasse, kui see oli eelnevaölt oksüdeeritud näit. kaugpunase valgusega. Paistab, et see protsess on seotud fotosünteesi produktide akumuleerumisega, mis põhjustab PSI aktseptorpoole reduktsiooni ja vastavalt PSI kvantsaagise vähenemist. Uurime, kuivõrd see nähtus osaleb fotosünteesi kiiruse regulatsioonis olukorras, kus taime kasvukiirus on piiratud ja fotosüntees ületab taime vajaduse.
  4. Foonkatsetes võrdleme P700 rereduktsiooni kineetikat metsikut tüüpi ja Cyt b6f defitsiitset tüüpi transgeensetes tubakataimedes. Eesmärgiks on uurida, kuidas Cyt b6f reaktsioonikiirus ja tema hulk on seotud, kas vähenenud Cyt b6f kogus põhjustab olemasoleva Cyt b6f reaktsioonikiiruse suurenemist?

2.4. Rubisco, selle hulga ja aktiivsuse vahelised seosed.

CO2 sidumise ensüüm C3 taimedel on ribuloosbisfosfaadi (RuBP) karboksülaas-oksügenaas (Rubisco). Varem oleme uurinud fotosünteesi kineetika ja Rubisco hulga vahelisi seoseid laboratooriumitaimedel (Eichelmann and Laisk 1998, Eichelmann and Laisk 1999). Nendes katsetes selgus huvitav tõsiasi, et Rubisco tegelik aktiivsus lehes ei ole otseselt seotud tema hulgaga. Ilmselt, Rubisco süntees on määratud ühtede faktorite poolt, tema aktivatsioon aga teiste poolt. Järgnevas teemas planeerime Rubisco hulga ja tema aktiivsuse vaheliste seoste uurimist nii laboratooriumis kui ka looduses kasvavatel taimedel. Nendest katsetest peaks selguma seosed valgu sünteesi reguleerivate tegurite (proteoomika) ja tema metaboolset aktiivsust reguleerivate tegurite (metaboolika) vahel.

  1. Rubisco hulga ja aktiivsuse vahelised seosed mitmesugusel lämmastikufoonil kasvanud taimedel. Kasvatades taimi hüdropoonikal mõjutame lehtede lämmastikusisaldust ja vaatame, kas Rubisco hulga vähenedes tema suhteline aktiveeritus suureneb (kuni kõik molekulid saavad aktiivseks) või jääb osa Rubiscot alati mitteaktiveerituks.
  2. Sama töö looduslikus koosluses mitmes rindes kasvanud lehtedel ja erinevas vanuses lehtedel.

2.5. Atmosfääris leiduva osooni mõju taimedele

Osooni kui abiootilise stressifaktori mõju uurimine taimede füsioloogilistele kaitsereaktsioonidele on tõstatanud kogu probleemi laiemalt: milline on elusrakkudes patogeeni mõjul indutseeruva oksüdatiivse purske mehhanism ja milline on rakkude võime genereerida purske käigus hapniku aktiivühendeid (O2· - , H2O2, · OH)?

1. Olemasolevad teadmised ja hüpoteesid peroksüdaasidel põhineva oksüdatiivse purske esimese faasi kohta formuleeritakse matemaatiliste mudelitena, kvantitatiivselt kirjeldamaks selle faasi spetsiifikat katsetes rakususpensioonidega ja intaktsete lehtedega.

2. Jätkatakse katseid, eksponeerides taimi mitmesugusel O3-doosil. Mõõdetakse CO2 ja O2 vahetust, klorofülli fluorestsentsi ja 820 nm signaali. Nende kaasaegsete meetodite abil loodame detailiseerida, missugused fotosünteesiapraadi osad on osooni suhtes kõige tundlikumad.

2.6. Transgeensete taimede kasutamine füsioloogilises uurimistöös

Kuna me ise transgeenseid taimi ei valmista, siis kasutame teistest laboritest saadud materjali (Eichelmann and Laisk 2000, Eichelmann et al. 2000). Meie täiuslik aparatuur võimaldab neid uurida hoopis põhjalikumalt kui teised seda teha saavad. Näiteks oleme me kasutanud Cyt b6f defitsiitset ja Rubisco-defitsiitset transgeenset tubakat.

1. Kasutades Rubisco-defitsiitset tubakamutanti (kingitus Austraalia Rahvusülikoolilt) mõõdame, kas ensüümi hulga vähenedes tema aktivatsiooniaste suureneb või mitte. Püüame leida vastust küsimusele, mis määrab metaboolselt tähtsate ensüümide tegeliku aktiivsuse, s.t. kui suur on metaboolika roll genoomika ja proteoomika kõrval (vt. ka 2.4)?

2.7. Fotosünteesi matemaatiline mudelleerimine

Kuigi matmaatiline mudelleerimine kuulub kõigi probleemide juurde niikuinii, on üks suund kogu fotosünteesiprotsessi matemaatilise mudeli väljatöötamise poole. Hiljuti ilmus meilt C4 fotosünteesi matemaatiline mudel, mis seletab CO2 pumpamise mehhanismi NADP-ja NAD-Malic-Enzyme tüüpi C4 taimedel (Laisk ja Edwards, 2001).

Pikka aega ootab aga lõpetamist mudel, mis seletaks fotosünteesi võnkumisi C3 taimedel. Nende mudelite iseloomulikuks jooneks on heuristilisus, s.t. nad seletavad nähtusi, mis varem olid arusaamatud.

2.8. Mõõtmised looduslikes kooslustes

Osa ülalkirjeldatud mõõtmistest kordame ka ökofüsioloogilises mastaabis, kasutades selleks katsematerjalina looduslikes kooslustes kasvavaid lehti (s.h. koostöös TÜ rakendusökoloogia õppetooliga).

2.9. Aparaadiehitus ja kommertsialiseerimine

Kogu projekt on saanud võimalikuks tänu unikaalsete omavalmistatud aparaatide ja omakirjutatud kompuuterprogrammide olemasolule, mis lubavad meil mõõta ja uurida seda, mis kolleegidele võimatu (Laisk and Oja, 1998). Meie laboris valmistatud fotosünteesi mõõteaparatuur on unikaalne oma universaalsuse, täpsuse, töökiiruse ja –mugavuse (automatiseerituse) poolest. Näiteks on katsed täielikult kompuuterjuhitavad kasutades vastavalt väljatöötatud kasutajasõbralikku metakeelt. Projekti edasine areng viib väljatöötatud aparatuuri kommertsialiseerimisele, samuti ka uute, laiema turuga aparaatide väljatöötamisele.

3. Materiaalne ja inimressurss

TÜMRI taimefüsioloogia õppetoolis on pikaajalise töö tulemusena saavutatud maailma tipptase taimede fotosünteesi ja sellega seotud füsioloogiliste protsesside uurimisel intaktsetel (tervetel) lehtedel biofüüsikaliste ja kineetiliste meetoditega. Meie kollektiivi eriti tugevaks küljeks tulemuste interpretatsioon matemaatiliste mudelite abil ja originaalne aparaadiehitus. Eriline rõhk on pandud protsesside kiirust määravate ja piiravate tegurite kineetilisele uurimisele nii normaalseis kui ka stressitingimustes, alates energiakonversioonist fotosüsteemides, läbi süsiniku assimilatsiooni ja lõpp-produktide sünteesi, kuni terve taime energia- ja massibilansini välja. Kollektiivi juhil on mitmekülgsed teadmised tänu pikaajalisele kogemusele (prof. A. Laisk on üks TÜ sagedamini tsiteeritud teadlasi). Vanemteadur Vello Oja on absoluutne virtuoos kineetiliste katsete korraldamises ja andmetöötluses. Teadur Hillar Eichelmannile ei ole vastast töömahukate projektide läbiviimisel (näit. COPERNICUS). Teadur Irina Bichele on omandanud kvalifikatsiooni osooni mõju uurimisel fotosünteesile. Dots. Evi Padu osaks on töömahukas Rubisco hulga mõõtmine. Kollektiiv on täienenud saksa teaduri Katja Hüve’ga, kellega meil on olnud pikaajalised kontaktid ja kes nüüd osaleb juba Taru Ülikooli töötajana meie labori töös.

Tänu iseseisvale aparaadiehitusele ja viimaste aastate suhteliselt heale finantseerimisele (COPERNICUS grant, Eesti Vabariigi teadusfinantseeringud ) on laboratoorium üks maailma parimini varustatuid lehe fotosünteesi uurimiseks. Aparaadiehituses on juhtfiguur tööloa alusel Tartu Ülikoolis töötav VAK doktorikraadiga Tadzhiki päritolu Bahtijor Rasulov, talle sekundeerib insener Heikko Rämma.

4. Perspektiiv ja praktiline väljund

Fotosünteesi fundamentaaluuringute perspektiiv on ikka veel suunatud lihtsale küsimusele vastuse otsimisele: mis määrab taimelehe fotosünteesi kiiruse? Ühe või teise ülalkirjeldatud limiteeriva protsessi roll võib muutuda eriti oluliseks stressisituatsioonides. Mõistes, millised on piiravad protsessid näiteks sõltuvalt valguse gradiendist koosluses, kõrgetel või madalatel temperatuuridel, suurenenud saastekoormustel, liigse või puuduliku veevarustuse juures, on võimalik teadlikult valida taimeliike või vältida letaalseid stressikombinatsioone. Teisest küljest, kaasaegne biotehnoloogia on võimeline mõjutama taimede genoomi soovitud suunas, ülalkirjeldatud fundamentaaluuringud aga aitavad planeerida biotehnoloogiliste mõjutuste suunda ja näha nende praktilist resultatiivsust. Kommertsialiseeritud teadusaparatuuri müük tähendab aga teadusmahuka tehnoloogia tegelikku juurutamist teel teaduspõhise Eesti suunas.

5. Teema alt 1998-2003 (august) CC väljaannetes ilmunud tööd:

  1. Laisk, A and Oja, V. (1998) Dynamic gas exchange of leaf photosynthesis. Measurement and interpretation. CSIRO Publishing, Australia (monograafia).
  2. Eichelmann, H. and Laisk, A. (1998) Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) content in leaves, assimilatory charge and mesophyll conductance. In Photosynthesis: Mechanisms and Effects, Volume V. Edited by Garab, G. pp. 3383-3386, Kluwer Acad. Publ., Dordrecht/Boston/London.
  3. Kollist, H., Moldau, H., Rasmussen, S.K. and Mortensen, L. (1998) The effect of reduced light and ozone on apoplastic ascorbate and photosynthesis in the leaves of barley. In Photosynthesis: Mechanisms and Effects, Vol. IV. Edited by Garab, G. pp. 2733-2736, Kluwer Acad. Publ., Dordrecht/Boston/London.
  4. Laisk, A. and Oja, V. (1998) Oxygen evolution, chlorophyll fluorescence and electron transport through photosystem II in light pulses: acceptor resistance is dependent on nonphotochemical excitation quenching. In Photosynthesis: Mechanisms and Effects. Edited by Garab, G. pp. 1219-1222, Kluwer Acad. Publ., Dordrecht/Boston/London.
  5. Oja, V. and Laisk, A. (1998) Oxygen evolution, chlorophyll fluoprescence and electron transport through photosystem II in light pulses: quantification of the donor resistance in leaves. In Photosynthesis: Mechanisms and Effects. Edited by Garab, G. pp. 1215-1218, Kluwer Acad. Publ., Dordrecht/Boston/London.
  6. Ruuska, S., Andrews, J.T., Badger, M.R., Hudson G.S., Laisk, A., Price, D. and von Caemmerer, S. (1998) The interplay between limiting processes in C3 photoynthesis studied by rapid-response gas exchange using transgenic tobacco impaired in photosynthesis. Austral. J. Plant Physiol. 25: 859-870
  7. Laisk, A. and Edwards, G.E. (1998) Oxygen and electron flow in C4 photosynthesis: Mehler reaction, photorespiration and CO2 concentration in bundle sheath. Planta 205: 632-645
  8. Laisk, A., Rasulov, B.H. and Loreto, F. (1998) Thermoinhibition of photosynthesis as analyzed by gas exchange and chlorophyll fluorescence. Russian J. Plant Physiol. 45: 412-421
  9. Moldau, H. (1998) Hierarchy of ozone scavenging reactions in the plant cell wall. Physiol. Plantarum 104: 617-622
  10. Moldau, H., Bichele, I. and Hüve, K. (1998) Dark-induced ascorbate deficiency in leaf cell walls increases plasmalemma injury under ozone. Planta 207: 60-66
  11. Ranieri, A., Castagna, A., Padu, E., Moldau, H., Rahi, M. and Soldatini, G.E. (1998) The decay of O3 through direct reaction with cell wall ascorbate is not sufficient to explain the different degrees of O3-sensitivity in two poplar clones. J. Plant Physiol. 154: 250-255
  12. Eichelmann, H. and Laisk, A. (1999) Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase content, assimilatory charge and mesophyll conductance in leaves. Plant Physiol. 119: 179-189
  13. Moldau, H. (1999) Ozone detoxification in the mesophyll cell wall during a simulated oxidative burst . Free Radical Res. 31: S19-34
  14. Niinemets, Ü., Oja, V., Kull, O. (1999) Shape of leaf photosynthetic electron transport versus temperature response curve is not constant along canopy light gradients in temperate deciduous trees. Plant Cell and Environm., 22, 1497-1513
  15. Oja, V., Savtchenko, G., Burkhard, J. and Heber, U. (1999) pH and buffer capacities of apoplastic and cytoplasmic cell compartments in leaves. Planta 209: 239-249
  16. Padu, E. (1999) Apoplastic peroxidases, ascorbate and lignification in relation to nitrate supply in wheat stem. J. Plant Physiol, 154: 576-583
  17. Bichele I., Moldau H. and Padu E. (2000) Estimation of plasmalemma conductivity to ascorbic acid in intact leaves under ozone. Physiol. Plantarum 108: 405-412
  18. Kollist H., Moldau H., Mortensen L., Rasmussen S.K., Jörgensen, L.B. (2000) Ozone flux to plasmalemma in barley and wheat is controlled by staomata rather than by direct reaction of ozone with cell ascorbate. J. Plant Physiol. 156: 645-651.
  19. Eichelmann H, Laisk A (2000) Cooperation of photosystems II and I in leaves as analyzed by simultaneous measurements of chlorophyll fluorescence and transmittance at 800 nm. Plant Cell Physiol. 41(2): 138-147.
  20. Eichelmann H, Price D, Badger M, Laisk A (2000) Photosynthetic parameters of leaves of wild-type and Cyt b6/f deficient transgenic tobacco studied by CO2 uptake and transmittance at 800 nm. Plant Cell Physiol 41(4): 432-439
  21. Laisk, A., Oja V. (2000) Alteration of Photosystem II properties with non-photochemical excitation quenching. Phil. Trans. R. Soc. Lond. (2000) 355: 1405-1418
  22. Laisk A, Oja V (2000) Electron transport through photosystem II in leaves during light pulses: acceptor resistance increases with nonphotochemical excitation quenching. Biochim. Biophys. Acta 1460, 255-267
  23. Oja, V. Laisk, A. (2000) Oxygen yield from single turnover flashes in leaves: non-photochemical excitation quenching and the number of active PSII. Biochim. Biophys. Acta, 1460, 291-301.
  24. Laisk A, Edwards GE (2000) A mathematical model of C4 photosynthesis: the mechanism of concentrating CO2 in NADP-malic enzyme type species. Photosynthsis Research, 66, 199-224
  25. Niinemets, Ü., Kull, O (2001) Sensitivity of photosynthetic electron transport to photoinhibition in a temperate deciduous forest canopy: photosystem II openness, non-radiative energy dissipation and excess irradiance under field conditions. Tree Physiology 21, 899-914
  26. Niinemets, Ü. (2001) Climatic controls of leaf dry mass per area, density, and thickness in trees and shrubs at the global scale. Ecology 82:453-469.
  27. Kollist, H. Moldau, H., Oksanen E., Vapaavuori, E. (2001) Ascorbate transport from the apoplast to the symplast in intact leaves. Physiologia Plantarum, 113, 377-384
  28. Niinemets, Ü., D.S. Ellsworth, A. Lukjanova and M. Tobias. 2001. Site fertility and the morphological and photosynthetic acclimation of Pinus sylvestris needles to light. Tree Physiology 21: 1231-1244.
  29. Peterson, R., Oja, V. Laisk, A. (2001) Chlorophyll fluorescence at 680 and 730 nm and its relationship to photosynthesis. Photosynthesis Research, 70, 185-196
  30. Laisk, A. Oja, V. Rasulov, B. Rämma, H. Eichelmann, H. Kasparova, I. Pettai, H. Padu, E. Vapaavuori, E. (2002) A computer-operated routine of gas exchange and optical measurements to diagnose photosynthetic apparatus in leaves. Plant Cell Env. 25: 923-943
  31. Niinemets, Ü. and S. Fleck. (2002). Petiole mechanics, leaf inclination, morphology, and investment in support in relation to light availability in the canopy of Liriodendron tulipifera. Oecologia 132:21-33.
  32. Niinemets, Ü., K. Hauff, N. Bertin, J.D. Tenhunen, R. Steinbrecher and G. Seufert. (2002). Monoterpene emissions in relation to foliar photosynthetic and structural variables in Mediterranean evergreen Quercus species. New Phytol. 153:243-256.
  33. Niinemets, Ü., G. Seufert, R. Steinbrecher and J.D. Tenhunen. (2002). A model coupling foliar monoterpene emissions to leaf photosynthetic characteristics in Mediterranean evergreen Quercus species. New Phytol. 153:257-276.
  34. Niinemets, Ü. (2002). Stomatal conductance alone does not explain the decline in foliar photosynthetic rates with increasing tree age and size in Picea abies and Pinus sylvestris. Tree Physiol. 22:515-535.
  35. Aasamaa, K., A. Sôber, W. Hartung and Ü. Niinemets. 2002. Rate of stomatal opening, shoot hydraulic conductance and photosynthesis characteristics in relation to leaf abscisic acid concentration in six temperate deciduous trees. Tree Physiol. 22:267-276.
  36. Niinemets, Ü., A. Cescatti, A. Lukjanova, M. Tobias and L. Truus. 2002. Modification of light-acclimation of Pinus sylvestris shoot architecture by site fertility. Agric. For. Meteorol. 111:121-140.
  37. Niinemets, Ü., A. Portsmuth and L. Truus. 2002. Leaf structure and photosynthetic characteristics, and biomass allocation to foliage in relation to foliar nitrogen content and tree size in three Betula species. Ann. Bot. 89:191-204.
  38. Niinemets, Ü., D.S. Ellsworth, A. Lukjanova and M. Tobias. 2002. Dependence of needle architecture and chemical composition on canopy light availability in three North American Pinus species with contrasting needle length. Tree Physiol. 22:747-761.

07.07.03

Agu Laisk

Teema juhendaja