Poplachová fotosyntéza - Alarm photosynthesis

Poplachová fotosyntéza je variace fotosyntéza kde oxalát vápenatý krystaly fungují jako dynamické zásoby uhlíku a dodávají oxid uhličitý (CO2 ) na fotosyntetické buňky, když průduchy jsou částečně nebo úplně uzavřeny.[1] Tento biochemický doplněk fotosyntetického aparátu je prostředkem ke zmírnění trvalého rostlinného dilematu používání atmosférického CO2 pro fotosyntézu a ztrátu vodní páry nebo pro úsporu vody a snížení fotosyntézy. Funkce výstražné fotosyntézy se zdá být spíše pomocná pro celkový fotosyntetický výkon. Podporuje nízkou rychlost fotosyntézy, zaměřenou na údržbu a fotoochrana spíše než podstatný zisk uhlíku.[2]

Schéma biochemických reakcí zapojených do alarmové fotosyntézy.jpg

Dějiny

Proces výstražné fotosyntézy byl poprvé prokázán u prasat Amaranthus hybridus závod v roce 2016, kdy A. hybridus listy byly vystaveny sucho podmínky nebo exogenní aplikace kyselina abscisová. Stejná studie ukázala podobné výsledky v Dianthus chinensis, Pelargonium peltatum, a Portulacaria afra rostliny pod stresem sucha.[1] V roce 2018 byl vystaven proces fotosyntézy alarmu A. hybridus rostliny pod regulovaným CO2 podmínky hladovění.[2] V roce 2020 se důkazy o tomto procesu ukázaly v EU antarktický extremophile rostlina Colobanthus quitensis pod CO2 omezující podmínky.[3]

Mechanismus

Za stresových podmínek (např. Nedostatek vody) se oxalát uvolněný z krystalů oxalátu vápenatého převede na CO2 podle oxalát oxidáza enzym a vyrobený CO2 může podporovat Calvinův cyklus reakce. Reaktivní peroxid vodíku (H2Ó2 ), vedlejší produkt reakce oxalát oxidázy, lze neutralizovat pomocí kataláza.[4]

Rozdíly oproti CAM a C4

Poplachová fotosyntéza představuje neznámou fotosyntetickou variantu, která má být přidána k již známé C4 a VAČKA cesty. Alarmová fotosyntéza však na rozdíl od těchto drah funguje jako biochemická pumpa, která sbírá uhlík z vnitřku orgánu (nebo z půdy), a nikoli z atmosféry.

Viz také

Fotosyntéza

Metabolismus kyseliny Crassulacean

C4 fixace uhlíku

Uhlíková fixace C3

Reference

  1. ^ A b Tooulakou, Gruzie; Giannopoulos, Andreas; Nikolopoulos, Dimosthenis; Bresta, Panagiota; Dotsika, Elissavet; Orkoula, Malvina G .; Kontoyannis, Christos G .; Fasseas, Costas; Liakopoulos, Georgios; Klapa, Maria I .; Karabourniotis, George (01.08.2016). „Poplachová fotosyntéza: Krystaly oxalátu vápenatého jako interní CO2 Zdroj v rostlinách ". Fyziologie rostlin. 171 (4): 2577–2585. doi:10.1104 / pp.16.00111. ISSN  0032-0889. PMC  4972262. PMID  27261065. Archivováno z původního dne 2020-04-02. Citováno 2020-10-17.
  2. ^ A b Tooulakou, Gruzie; Nikolopoulos, Dimosthenis; Dotsika, Elissavet; Orkoula, Malvina G .; Kontoyannis, Christos G .; Liakopoulos, Georgios; Klapa, Maria I .; Karabourniotis, George (2019). "Změny velikosti a složení krystalů šťavelanu vápenatého (Amaranthus hybridus L.) pod CO2 podmínky hladovění “. Physiologia Plantarum. 166 (3): 862–872. doi:10.1111 / ppl.12843. ISSN  1399-3054. PMID  30238994. Archivováno od původního dne 2020-10-18. Citováno 2020-10-17.
  3. ^ Gómez-Espinoza, Olman; González-Ramírez, Daniel; Bresta, Panagiota; Karabourniotis, George; Bravo, León A. (říjen 2020). "Rozklad krystalů oxalátu vápenatého v Colobanthus quitensis pod CO2 Omezující podmínky “. Rostliny. 9 (10): 1307. doi:10,3390 / rostliny9101307. PMID  33023238. Archivováno od původního dne 2020-10-18. Citováno 2020-10-17.
  4. ^ Tooulakou, Gruzie; Giannopoulos, Andreas; Nikolopoulos, Dimosthenis; Bresta, Panagiota; Dotsika, Elissavet; Orkoula, Malvina G .; Kontoyannis, Christos G .; Fasseas, Costas; Liakopoulos, Georgios; Klapa, Maria I .; Karabourniotis, George (01.09.2016). „Přehodnocení drahokamů“: Krystaly oxalátu vápenatého udržují fotosyntézu za sucha “. Signalizace a chování zařízení. 11 (9): e1215793. doi:10.1080/15592324.2016.1215793. ISSN  1559-2324. PMC  5155452. PMID  27471886. Archivováno od původního dne 2020-10-18. Citováno 2020-10-17.