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Plant adaptation under conditions of limited irradiance can be investigated by their efficiency while using the available energy with a minimal thermodynamic energy loss. For this reason, we compared the energetic fluxes and the performance index (PI ABS) in copaiba (Copaifera multijuga) and mahogany (Swietenia macrophyla) seedlings under both sunlight and shade. The experiment was carried out in Manaus (3º8'S, 59º52'W), Amazonas State, Brazil. The fluorescence transients were obtained in intact and healthy leaves using a Plant Efficiency Analyser (PEA) between 1200 h and 1300 h. Using the O-J-I-P test, the following parameters were calculated: 1) density of reaction centers per cross section (RC/CS), 2) maximum quantum yield for primary photochemistry of photosystem II (sigmaPo), and 3) probability of energy excitation (psio) or that of an absorbed photon (sigmaEo) to move an electron further than quinone A, and 4) the performance index (PI ABS). The highest PI ABS was found in seedlings under shade for both species. Mahogany seedlings exhibited values of PI ABS about three-fold and 14-fold higher than copaiba seedlings under shade and sunlight, respectively. For RC/CS, reaction centers were inactive under sunlight, 58% for mahogany and 78% for copaiba. The high irradiance induced a decrease of sigmaPo in mahogany (36%) and in copaiba (69%) when compared to shaded seedlings. This likely was a result of need for excess energy dissipation under sunlight. In addition, it was verified that seedlings under sunlight presented a severe decrease in sigmaEo, particularly in copaiba (23-fold), when compared to mahogany (9fold). Therefore, mahogany seedlings showed the highest performance in energy use under low and high irradiance, thus it may be proposed that mahogany presented lower entropy than copaiba seedlings, as demonstrated by the higher plasticity in the use of energy. Adaptação de plantas sob condições limitantes de irradiância pode ser investigada pela eficiência do uso da energia disponível, com uma perda mínima da energia termodinâmica. Por essa razão, foram comparados o fluxo energético e o índice de desempenho (PI ABS) em plantas jovens de copaíba (Copaifera multijuga) e de mogno (Swietenia macrophyla) sob condições de sol e sombra. O experimento foi conduzido em Manaus (3º8'S, 59º52'W). Os transientes de fluorescência foram obtidos em folhas saudáveis e intactas, utilizando-se de um fluorômetro portátil, no período entre 1200 e 1300 h. A partir do teste O-J-I-P foram calculados os seguintes parâmetros: 1) densidade de centros de reação por seção transversal (RC/CS), 2) eficiência máxima do fotossistema II (sigmaPo), 3) probabilidade da energia de excitação (psio) ou de um fóton absorvido (sigmaEo) mover um elétron após a quinoma A, e 4) índice de desempenho (PI ABS). Os maiores valores de PI ABS foram encontrados em plantas jovens sob sombra, para ambas as espécies. Plantas de mogno exibiram valores de PI ABS cerca de três vezes e 14 vezes maiores que os de plantas de copaíba sob condições de sombra e sol, respectivamente. Para RC/CS foi observado que 58% e 78% dos centros de reação em mogno e em copaíba, respectivamente, foram inativados sob condições de sol. Alta irradiância induziu decréscimos em sigmaPo em mogno (36%) e em copaiba (69%) quando comparado com as plantas à sombra, resultado da necessidade de dissipação do excesso de energia sob plena exposição solar. Verificou-se também que plantas sob sol apresentaram decréscimo severo em sigmaEo, particularmente em copaíba (23 vezes) quando comparado com mogno (nove vezes). Portanto, plantas jovens de mogno exibiram os mais altos índices de desempenho sob baixas e altas irradiâncias, o quê sugere menor entropia do que em plantas jovens de copaíba, além de demonstrar maior plasticidade para o uso da energia

brazilian journal of plant physiology

Energetic flux and performance index in copaiba (Copaifera multijuga Hayne) and mahogany (Swietenia macrophylla King) seedlings grown under two irradiance environments