Dėl sausros daugelyje pasaulio regionų prarandami dideli derliaus nuostoliai, o klimato kaita gali dar labiau pablogėti
Crassuloid rūgšties metabolizmas (taip pat žinomas kaip CAM fotosintezė) yra anglies fiksavimo būdas, kuris išsivystė kai kuriuose augaluose kaip prisitaikymas prie sauso klimato.
Augaluose, naudojantys CAM fotosintezę, stomosant lapų dienos metu lieka uždaryti, kad sumažėtų garavimas (kitaip tariant, vandens išgaravimas). Tačiau jie atsidaro naktį, kad surinktų anglies dioksidą, kuris leidžia jiems paskleisti malatą (obuolių rūgštį) į mezofilo ląsteles. Naktį CO2 saugomas vakuolėje kaip keturių anglies obuolių rūgštis, o dieną transportuojamas į chloroplastus, kur vėl paverčiamas CO2. Tada šis anglies dioksidas naudojamas fotosintezės metu. Iš anksto surinktas CO2 koncentruojamas aplink ribulozės bisfosfato karboksilazę (RubisCO fermentą). Tai tik padidina fotosintezės efektyvumą. Šis rūgščių metabolizmo mechanizmas pirmą kartą buvo aptiktas Crassulaceae šeimos augaluose. Garsiausias Crassula tipas Rusijoje yra Crassula, kuris gavo slapyvardį „pinigų medis“.
Mokslininkai panaudojo sudėtingą matematinio modeliavimo metodą, kad ištirtų SAM fotosintezės įtraukimo į įvairius augalus poveikį.
Pagrindinė autorė Nadine Töpfer, kuri tai atlikodirbanti daktaro laipsnio Marie-Curie metu su profesoriaus Lee Sweetlowe komanda Oksforde, sakė: „Modeliavimas yra galinga sudėtingų sistemų tyrimo priemonė ir suteikia įžvalgų, kurios gali padėti atlikti laboratorinius ir lauko tyrimus. Manau, kad mūsų rezultatai bus įkvėpimas tyrėjams, kurie nori perkelti CAM augalų vandens taupymo savybes kitoms rūšims.
Naudojant didelio diapazono modeliavimątemperatūros ir santykinės drėgmės sąlygos, tyrimo autoriai klausė: ar CAM fotosintezė ar alternatyvūs vandens taupymo metodai būtų produktyvesni aplinkoje, kurioje paprastai auginami C3 fotosintezę naudojantys augalai?
Jie nustatė, kad lapo vakuumo talpayra pagrindinis veiksnys, ribojantis vandens naudojimo efektyvumą CAM fotosintezės metu. Jie taip pat nustatė, kad aplinkos sąlygos formuoja įvairių CAM ciklo fazių atsiradimą. Matematinis modeliavimas leido nustatyti alternatyvų CAM ciklą, kuris apima mitochondrijų izocitrato dehidrogenazę kaip galimą pradinio anglies fiksavimo veiksnį naktį.
Jų rezultatai parodė ne tik taiCAM fotosintezės vandens taupymo potencialas labai priklauso nuo aplinkos (dienos aplinka yra svarbesnė nei naktis). Jie taip pat pažymėjo, kad alternatyvios medžiagų apykaitos schemos, išskyrus natūralų CAM ciklą, tam tikromis sąlygomis gali būti naudingos. Pavyzdžiui, trumpesnėmis dienomis, kai temperatūra yra žemesnė. Mokslininkų išvados padės žmonijai pasiruošti auginti maistinius augalus vis karštesniame ir sausesniame klimate.
Taip pat skaitykite
Kasmetinė misija Arktyje baigėsi ir duomenys nuvilia. Kas laukia žmonijos?
Stebėkite, kaip naujasis „Hummer“ įveikė kliūtis kelyje, judėdamas kaip krabas
3 ligos dieną dauguma COVID-19 pacientų praranda kvapo pojūtį ir dažnai kenčia nuo slogos