Reductions in mesophyll and guard cell photosynthesis impact on the control of stomatal responses to light and CO2

Transgenic antisense tobacco plants with a range of reductions in sedoheptulose-1,7-bisphosphatase (SBPase) activity were used to investigate the role of photosynthesis in stomatal opening responses. High resolution chlorophyll a fluorescence imaging showed that the quantum efficiency of photosystem II electron transport (Fq′/Fm′) was decreased similarly in both guard and mesophyll cells of the SBPase antisense plants compared to the wild-type plants. This demonstrated for the first time that photosynthetic operating efficiency in the guard cells responds to changes in the regeneration capacity of the Calvin cycle. The rate of stomatal opening in response to a 30 min, 10-fold step increase in red photon flux density in the leaves from the SBPase antisense plants was significantly greater than wild-type plants. Final stomatal conductance under red and mixed blue/red irradiance was greater in the antisense plants than in the wild-type control plants despite lower CO2 assimilation rates and higher internal CO2 concentrations. Increasing CO2 concentration resulted in a similar stomatal closing response in wild-type and antisense plants when measured in red light. However, in the antisense plants with small reductions in SBPase activity greater stomatal conductances were observed at all Ci levels. Together, these data suggest that the primary light-induced opening or CO2-dependent closing response of stomata is not dependent upon guard or mesophyll cell photosynthetic capacity, but that photosynthetic electron transport, or its end-products, regulate the control of stomatal responses to light and CO2. © 2008 The Author(s)

Brachflächen in Stadtentwicklung und kommunalen Planungen am Beispiel der Städte Leipzig und Stuttgart

Die vorliegende Studie befasst sich mit Brachflächen im Kontext von Stadtentwicklungsprozessen; an je einem Beispiel soll untersucht werden, wie mit Brachflächen in Großstädten mit unterschiedlicher Entwicklungsdynamik ‚umgegangen’ wird. Zwei Fragestellungen werden untersucht. Zum einen interessiert, welche Handlungsmöglichkeiten Großstädte im Umgang mit Brachflächen nutzen. Hierbei werden sowohl gesamtstädtische Planungen - Stadtentwicklungsplanung, Flächennutzungs- und Landschaftsplanung - als auch das städtische Brachflächenmanagement einbezogen. Zum anderen wird untersucht, inwieweit sich der Umgang mit Brachflächen zwischen wirtschaftlich prosperierenden („wachsenden“) Städten und Städten ohne bzw. mit geringem Wachstum unterscheidet. Arbeitshypothese ist, dass es grundlegende Unterschiede im Umgang mit Brachflächen zwischen beiden Typen von Städten gibt. Im Speziellen werden die Städte Leipzig und Stuttgart miteinander verglichen, weil beide Städte hinsichtlich ihrer Flächengröße und Bevölkerungszahl vergleichbar sind, bezüglich ihrer stadtentwicklungsbezogenen Rahmenbedingungen und ihrer Wachstumsdynamik jedoch große Unterschiede aufweisen. Von Repräsentativität wird zwar nicht ausgegangen; Leipzig und Stuttgart werden jedoch als gute Beispiele für Städte mit unterschiedlicher Historie und Entwicklungsdynamik angesehen. Um Brachflächen vor dem Hintergrund des wirtschaftlichen und demographischen Kontexts der beiden Städte behandeln zu können, werden in Kapitel 2 zunächst Rahmenbedingungen der Stadtentwicklung in Leipzig und Stuttgart umrissen. Die Brachflächensituation (Flächenanteile, Verteilung im Stadtgebiet) sowie Ziele und Nutzungsinteressen bei der Brachflächenentwicklung der beiden Städte werden in Kapitel 3 dargestellt. In den Kapiteln 4 und 5 wird die Integration der Brachflächenthematik in die räumlichen Planungen beider Städte und die jeweiligen Instrumente zum Brachflächenmanagement beschrieben sowie auf Hemmnisse bei der Entwicklung von Brachflächen eingegangen. Ein Vergleich der in den vorangegangenen beiden Kapiteln dargelegten Ergebnisse folgt in Kapitel 6. Abschließend werden die Ergebnisse der Studie zusammengefasst sowie sich daraus ableitbare Handlungsoptionen für andere Städte aufgezeigt

Photosynthetic performance of an ¤Arabidopsis¤ mutant with elevated stomatal density (¤sdd1-1¤) under different light regimes

In the Arabidopsis mutant sdd1-1, a point mutation in a single gene (SDD1) causes specific alterations in stomatal density and distribution. In comparison to the wild type (C24), abaxial surfaces of sdd1-1 rosette leaves have about 2.5-fold higher stomatal densities. This mutant was used to study the consequence of stomatal density on photosynthesis under various light regimes. The increased stomatal density in the mutant had no significant influence on the leaf CO2 assimilation rate (A) under constant light conditions. Mutant and wild-type plants contained similar amounts of carbohydrates under these conditions. However, exposure of plants to increasing photon flux densities resulted in differences in gas exchange and the carbohydrate metabolism of the wild type and mutant. Increased stomatal densities in sdd1-1 enabled low-light-adapted plants to have 30% higher CO2 assimilation rates compared to the wild type when exposed to high light intensities. After 2 d under high light conditions leaves of sdd1-1 accumulated 30% higher levels of starch and hexoses than wild-type plants. [References: 26] 2