Plants in nutrient-poor environments typically have low foliar nitrogen (N) concentrations, long-lived tissues with leaf traits designed to use nutrients efficiently, and low rates of photosynthesis. We postulated that increasing N availability due to atmospheric deposition would increase photosynthetic capacity, foliar N, and specific leaf area (SLA) of bog shrubs. We measured photosynthesis, foliar chemistry and leaf morphology in three ericaceous shrubs (Vaccinium myrtilloides, Ledum groenlandicum and Chamaedaphne calyculata) in a long-term fertilization experiment at Mer Bleue bog, Ontario, Canada, with a background deposition of 0.8 g N m(-2) a(-1). While biomass and chlorophyll concentrations increased in the highest nutrient treatment for C. calyculata, we found no change in the rates of light-saturated photosynthesis (A(max)), carboxylation (V(cmax)), or SLA with nutrient (N with and without PK) addition, with the exception of a weak positive correlation between foliar N and A(max) for C. calyculata, and higher V(cmax) in L. groenlandicum with low nutrient addition. We found negative correlations between photosynthetic N use efficiency (PNUE) and foliar N, accompanied by a species-specific increase in one or more amino acids, which may be a sign of excess N availability and/or a mechanism to reduce ammonium (NH(4)) toxicity. We also observed a decrease in foliar soluble Ca and Mg concentrations, essential minerals for plant growth, but no change in polyamines, indicators of physiological stress under conditions of high N accumulation. These results suggest that plants adapted to low-nutrient environments do not shift their resource allocation to photosynthetic processes, even after reaching N sufficiency, but instead store the excess N in organic compounds for future use. In the long term, bog species may not be able to take advantage of elevated nutrients, resulting in them being replaced by species that are better adapted to a higher nutrient environment.

O mesotrione é um dos mais efetivos herbicidas desenvolvidos para o controle de uma ampla gama de plantas daninhas que infestam campos de milho (Zea mays). Todavia, as bases bioquímicas e moleculares da tolerância das plantas de milho a esse herbicida ainda não foram estabelecidas. Para compreender os mecanismos de desintoxicação do mesotrione em plantas de milho, foram analisadas as atividades dos principais sistemas primários de transporte de prótons (íons H+) das membranas plasmática e vacuolar (H+-ATPases do tipo P e V e H+-PPases) de células de diferentes tecidos de plantas tratadas após aplicação do herbicida em pós-emergência. Para isso, foram realizados procedimentos de fracionamento celular, de tecidos radiculares, foliares e do caule, por centrifugação diferencial e purificação de vesículas membranares em gradiente de densidade de sacarose. Os ensaios enzimáticos das atividades hidrolíticas das três bombas de H+ foram realizados aplicando-se um método colorimétrico para medir o fosfato liberado das hidrólises dos substratos: adenosina-5'-trifosfato (ATP) e pirofosfato (PPi). Parâmetros fotossintéticos foram analisados como marcadores fisiológicos dos diferentes estádios da desintoxicação das plantas. Essa análise demonstrou que o tratamento com mesotrione promoveu uma redução na taxa fotossintética e na relação Fv/Fm no terceiro dia após aplicação (DAA), mas não afetou significativamente a fotossíntese a partir do quinto DAA. Nos três tecidos analisados, raiz, folha e caule, aos 3 DAA, foi observado forte estímulo da atividade da H+-PPase vacuolar, a qual variou de cerca de 100 a 600%. Essa forte ativação foi reduzida significativamente aos 7 DAA, mas permaneceu pelo menos duas vezes maior com relação ao controle. Por sua vez, as H+-ATPases das membranas plasmática e vacuolar foram bem menos moduladas pelo tratamento com o herbicida, apresentando estimulações e inibições que não variaram mais do que 20 a 60% das atividades obtidas em vesículas de membranas oriundas de plantas não tratadas (controle). Os resultados demonstraram que o mesotrione promove uma ativação diferencial dos principais sistemas primários de transporte de H+, indicando que essas bombas iônicas são enzimas transportadoras essenciais aos mecanismos relacionados com o processo de desintoxicação das plantas de milho, possivelmente ao energizar a compartimentalização das moléculas do herbicida mesotrione no vacúolo ou a exceção celular através das membranas plasmáticas.

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