Photosynthetic Capacity and Water Use Efficiency Depending on Taphrina Fungi Infection in Betula pendula

Käesoleva bakalaureusetöö eesmärgiks oli uurida tuulepesasid põhjustava Taphrina perekonna seene mõju arukaskedele (Betula pendula). Kuna kliima on muutumas aina soojemaks ja niiskemaks ning selline keskkond on soodne seenhaigustele, siis on oluline uurida nende mõju peremeestaimedele. Antud patogeeni mõju arukase füsioloogiale ja anatoomiale uuritakse Eestis esimest korda ning seega on tegemist uute ja oluliste teadmistega seenhaiguste mõju kohta. Töös kasutatud tuulepesad saadi 2015. aasta suvel Tartust ning seejärel teostati gaasivahetuse mõõtmised nii tuulepesadel kui ka kontrollvariantidel. Mõõdeti fotosünteesi kiirust (An) ja õhulõhede juhtivust (gs) ning nende põhjal arvutati ka vee kasutamise efektiivsus (WUE). Lisaks mõõdeti nii lehe- kui ka mesofülli paksust ning määrati klorofülli sisaldused. Tulemusteks saadi, et seenega nakatunud võrsete lehtedes oli fotosünteesi kiirus 3,78µmol m-2 s -1 ja kontrollvõrsete lehtedes keskmiselt 6,51µmol m-2 s -1 . Kuna mesofülli paksus ja klorofülli sisaldus on tuulepesa lehtedes statistiliselt olulisel määral väiksem, siis sellest võib järeldada, et tuulepesaga nakatunud võrsetel on lehtede struktuur muutunud ja seetõttu on ka nende fotosüntees oluliselt vähenenud. Sama puu teistel võrsetel aga on fotosüntees häirimata arvestades, et fotosünteesi väärtused sarnanevad normaalsete kaskedega tehtud uurimuste tulemustele (Kubiske, Pregitzer, 1996). Nakatumata võrsete vee kasutamise efektiivsus antud katses oli keskmiselt 107,71µmol/mol. Kellomäki ja Wang (2001) on katses kasega leidnud kontrolltaime vee kasutamise efektiivsuseks 121µmol/mol. Kuna tuulepesalehtede vee kasutamise efektiivsus on keskmiselt 66,97µmol/mol, siis võib järeldada, et Taphrina seen mõjutab kaskede vee kasutust negatiivselt.The aim of current Bachelor’s thesis was to study the impact of fungi Taphrina that causes witches’ brooms in silver birch (Betula pendula). Future climate conditions in Estonia are increasingly favourable for the spread of fungal diseases as the temperature and precipitation are both predicted to rise. Therefore, it is important to analyse the impact of the possible threats beforehand. While this topic is researched for the first time in Estonia, this knowledge on the impact of Taphrina infection on silver birch physiology and anatomy is new. Witches’ brooms were collected in summer 2015 from Tartu. Then gas exchange measurements with infected and control leaves were carried out. The photosynthetic capacity (An) and stomatal conductance (gs) were measured and based on these the water use efficiency (WUE) was calculated. In addition, leaf and mesophyll thickness was measured on microscopy photos. Also chlorophyll content of leaves was measured. Current study shows that photosynthetic capacity in infected and normal leaves was significantly different. Mean rate of photosynthesis in control leaves was 6.51µmol m-2 s -1 and in infected leaves 3.78µmol m-2 s -1 . Control results are similar to earlier results on shade leaves (Kubiske, Pregitzer, 1996). Furthermore, leaf mesophyll thickness and chlorophyll content were also significantly smaller. Therefore, the decreased photosynthetic capacity of infected leaves’ is mainly caused by changes in leaf structure. The mean water use efficiency in uninfected leaves is 107.71µmol/mol. Kellomäki and Wang (2001) have previously reporter 121µmol/mol for silver birch. The infected leaves’ mean water use efficiency is 66.97µmol/mol, which implies to reduced water use efficiency due to Taphrina infection in birch