Tørke forårsaker store avlingstap i mange regioner i verden, og klimaendringene truer med å forverres
Crassuloidsyremetabolisme (også kjent som CAM-fotosyntese) er en karbonfikseringsvei som har utviklet seg i noen planter som en tilpasning til tørt klima.
I planter som bruker CAM-fotosyntese, stomatapå bladene forblir lukket i løpet av dagen for å redusere evapotranspirasjon (med andre ord, fordampning av vann). Imidlertid åpner de om natten for å samle karbondioksid, som gjør at de kan diffundere malat (eplesyre) inn i mesofyllcellene. Om natten lagres CO2 i vakuolen som firekarbon eplesyre, og på dagtid transporteres det til kloroplastene, hvor det omdannes tilbake til CO2. Dette karbondioksidet brukes deretter under fotosyntesen. Den forhåndsoppsamlede CO2 er konsentrert rundt ribulosebisfosfatkarboksylase (RubisCO-enzym). Det øker bare effektiviteten til fotosyntesen. Denne mekanismen for syremetabolisme ble først oppdaget i planter av Crassulaceae-familien. Den mest kjente typen Crassula i Russland er Crassula, som fikk kallenavnet "pengetre".
Forskere har brukt en sofistikert matematisk modelleringsmetode for å studere effekten av å innlemme SAM fotosyntese i forskjellige planter.
Hovedforfatter Nadine Töpfer, som fremførte dettehun jobbet i løpet av sin tid som doktorgrad Marie-Curie med professor Lee Sweetlowes gruppe i Oxford, sa: “Simulering er et kraftig verktøy for å utforske komplekse systemer, og den gir innsikt som kan hjelpe til med laboratorie- og feltforskning. Jeg tror resultatene våre vil tjene som en inspirasjon for forskere som ønsker å overføre de vannbesparende egenskapene til CAM-planter til andre arter. "
Bruker simulering av høy rekkeviddetemperaturer og relative fuktighetsforhold, spurte studiens forfattere: Ville CAM-fotosyntese eller alternative vannbesparende metoder være mer produktive i miljøer der avlinger som bruker C3-fotosyntese vanligvis dyrkes?
De fant at vakuumkapasiteten til arketer den viktigste faktoren som begrenser effektiviteten av vannbruk under CAM-fotosyntese. De fant også at miljøforholdene former forekomsten av forskjellige faser av CAM-syklusen. Matematisk modellering gjorde det mulig å identifisere en alternativ CAM-syklus, som inkluderer mitokondriell isocitratdehydrogenase som en potensiell faktor for innledende karbonfiksering om natten.
Resultatene deres viste ikke bare detDet vannbesparende potensialet til CAM-fotosyntese er sterkt avhengig av miljøet (med det daglige miljøet som er viktigere enn natten). De bemerket også at alternative metabolske regimer enn den naturlige CAM-syklusen kan være gunstig under visse forhold. For eksempel på kortere dager med mindre ekstreme temperaturer. Funnene fra forskerne vil hjelpe menneskeheten å forberede seg på å dyrke matavlinger i et stadig mer varmt og tørt klima.
Les også
Det årlige oppdraget i Arktis er avsluttet, og dataene er skuffende. Hva venter menneskeheten?
Se den nye Hummer overvinne hindringer på veien, bevege seg som en krabbe
På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese