Abstract Most plants show considerable capacity to
adjust their photosynthetic characteristics to their growth
temperatures (temperature acclimation). The most typical
case is a shift in the optimum temperature for photosynthesis,
which can maximize the photosynthetic rate at the
growth temperature. These plastic adjustments can allow
plants to photosynthesize more efficiently at their new
growth temperatures. In this review article, we summarize
the basic differences in photosynthetic reactions in C3, C4,
and CAM plants. We review the current understanding of
the temperature responses of C3, C4, and CAM photosynthesis,
and then discuss the underlying physiological and
biochemical mechanisms for temperature acclimation of
photosynthesis in each photosynthetic type. Finally, we use
the published data to evaluate the extent of photosynthetic
temperature acclimation in higher plants, and analyze
which plant groups (i.e., photosynthetic types and functional
types) have a greater inherent ability for photosynthetic
acclimation to temperature than others, since there
have been reported interspecific variations in this ability.
We found that the inherent ability for temperature acclimation
of photosynthesis was different: (1) among C3, C4,
and CAM species; and (2) among functional types within
C3 plants. C3 plants generally had a greater ability for
temperature acclimation of photosynthesis across a broad
temperature range, CAM plants acclimated day and night
photosynthetic process differentially to temperature, and
C4 plants was adapted to warm environments. Moreover,
within C3 species, evergreen woody plants and perennial
herbaceous plants showed greater temperature homeostasis
of photosynthesis (i.e., the photosynthetic rate at highgrowth
temperature divided by that at low-growth temperature
was close to 1.0) than deciduous woody plants and
annual herbaceous plants, indicating that photosynthetic
acclimation would be particularly important in perennial,
long-lived species that would experience a rise in growing
season temperatures over their lifespan. Interestingly,
across growth temperatures, the extent of temperature
homeostasis of photosynthesis was maintained irrespective
of the extent of the change in the optimum temperature for
photosynthesis (Topt), indicating that some plants achieve
greater photosynthesis at the growth temperature by shifting
Topt, whereas others can also achieve greater photosynthesis
at the growth temperature by changing the shape
of the photosynthesis–temperature curve without shifting
Topt. It is considered that these differences in the inherent
stability of temperature acclimation of photosynthesis
would be reflected by differences in the limiting steps of
photosynthetic rate.
บทคัดย่อพืชส่วนใหญ่แสดงความจุมากในการปรับลักษณะการสังเคราะห์แสงของพวกเขาในการเจริญเติบโตของพวกเขาอุณหภูมิ(เคยชินกับสภาพอุณหภูมิ) ปกติมากที่สุดกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงในอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์แสงซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการสังเคราะห์แสงที่อุณหภูมิการเจริญเติบโต ปรับพลาสติกเหล่านี้สามารถช่วยให้พืชสังเคราะห์แสงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นใหม่ของพวกเขาที่มีอุณหภูมิการเจริญเติบโต ในบทความรีวิวนี้เราสรุปความแตกต่างขั้นพื้นฐานในการเกิดปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงใน C3, C4, และพืช CAM เราตรวจสอบความเข้าใจในปัจจุบันของการตอบสนองอุณหภูมิ C3, C4 และสังเคราะห์ CAM, และจากนั้นหารือเกี่ยวกับพื้นฐานทางสรีรวิทยาและกลไกทางชีวเคมีสำหรับเคยชินกับสภาพอุณหภูมิของการสังเคราะห์แสงในแต่ละประเภทการสังเคราะห์แสง ในที่สุดเราจะใช้ข้อมูลที่เผยแพร่ในการประเมินขอบเขตของการสังเคราะห์แสงเคยชินกับสภาพอุณหภูมิในพืชที่สูงขึ้นและการวิเคราะห์กลุ่มพืช(เช่นชนิดสังเคราะห์แสงและการทำงานชนิด) มีความสามารถโดยธรรมชาติมากขึ้นสำหรับการสังเคราะห์แสงเคยชินกับสภาพที่อุณหภูมิกว่าคนอื่นๆ เนื่องจากมีได้รับรายงานการเปลี่ยนแปลงในความสามารถ interspecific นี้. เราพบว่าความสามารถในการปรับตัวโดยธรรมชาติสำหรับอุณหภูมิของการสังเคราะห์แสงที่แตกต่างกัน (1) ในหมู่ C3, C4, และพันธุ์ CAM; และ (2) ในประเภทการทำงานที่อยู่ในพืชC3 พืช C3 โดยทั่วไปมีความสามารถมากขึ้นสำหรับเคยชินกับสภาพอุณหภูมิของการสังเคราะห์ข้ามกว้างช่วงอุณหภูมิพืชCAM วันปรับตัวและกลางคืนกระบวนการสังเคราะห์แสงแตกต่างกันที่อุณหภูมิและพืชC4 ถูกปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น นอกจากนี้ภายในชนิด C3, ไม้ยืนต้นป่าดิบและยืนต้นพืชสมุนไพรแสดงให้เห็นว่าสภาวะสมดุลของอุณหภูมิที่สูงขึ้นของการสังเคราะห์(เช่นอัตราการสังเคราะห์แสงที่ highgrowth อุณหภูมิหารด้วยว่าที่อุณหภูมิต่ำการเจริญเติบโตได้ใกล้เคียงกับ 1.0) กว่าไม้ยืนต้นผลัดใบและพืชสมุนไพรประจำปีแสดงให้เห็นว่าการสังเคราะห์แสงacclimation จะเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในยืนต้นชนิดระยะยาวที่จะได้สัมผัสกับการเพิ่มขึ้นในการเจริญเติบโตของอุณหภูมิในช่วงฤดูอายุการใช้งานของพวกเขา ที่น่าสนใจทั่วอุณหภูมิการเจริญเติบโตในระดับของอุณหภูมิสภาวะสมดุลของการสังเคราะห์ถูกเก็บรักษาไว้โดยไม่คำนึงถึงของขอบเขตของการเปลี่ยนแปลงในอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์แสง(topt) แสดงให้เห็นว่าพืชบางชนิดให้บรรลุการสังเคราะห์แสงมากขึ้นที่อุณหภูมิการเจริญเติบโตโดยขยับtopt ในขณะที่คนอื่น ๆ สามารถ นอกจากนี้ยังประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์แสงมากขึ้นที่อุณหภูมิการเจริญเติบโตโดยการเปลี่ยนรูปร่างของเส้นโค้งการสังเคราะห์แสงที่อุณหภูมิโดยไม่ต้องขยับtopt และถือว่าเป็นความแตกต่างเหล่านี้ในธรรมชาติความมั่นคงของเคยชินกับสภาพอุณหภูมิของการสังเคราะห์จะได้รับการสะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างในขั้นตอนของการจำกัดอัตราการสังเคราะห์แสง
การแปล กรุณารอสักครู่..
