The CO2 fixation rate at night is m

The CO2 fixation rate at night is mainly determined by the rate of CO2 uptake by PEPC and/or malate formation by NAD(P)-MDH, whereas in the light, it is determined by the decarboxylation rate by NAD(P)-ME, CO2 assimilation rate by Rubisco, and/or photosynthetic electron transport in the thylakoid membranes. During the daytime, the optimum temperature for the three determining processes would be expected to be adapted to higher daytime temperatures, whereas at night, PEPC and NAD(P)-MDH would be adapted to low temperatures, representative of the cooler nights where they operate. This is partly supported by in vitro studies by Brandon (1967), which indicated that the temperature optimum for decarboxylation by NAD(P)-ME was above 53 °C, and was much higher than that of PEPC and NAD(P)-MDH (i.e., approximately 35 °C). Thus, the different photosynthetic responses to temperature between day and night are likely explained by the temperature responses of enzymatic reactions which are the limiting steps during the respective phases of CAM photosynthesis over the day.
There have been no studies to date analyzing the limiting steps of photosynthetic reactions across a broad temperature range in CAM plants. An efficient and stable transformation in K. fedtschenko has been developed as a model CAM system, which makes it possible to manipulate photosynthetic reactions by antisense suppression and/or overexpression of particular genes (for a review, see Borland et al. 2009). Therefore, we can now start to analyze what process limits CAM photosynthesis in the same way as for C3and C4 photosynthesis.
Inherent variations in temperature response of photosynthesis and its acclimation among photosynthetic types and among functional types
Difference among photosynthetic types (C3, C4, and CAM plants)
In plant canopies, leaf temperatures can fluctuate rapidly (e.g., Singsaas and Sharkey 1998), mainly due to brief changes in radiation load that are known as sunflecks (recently reviewed by Way and Pearcy 2012). However, the vast majority of our data on temperature acclimation of photosynthesis is derived from temperature response curves of net CO2 assimilation, where stable rates of photosynthesis can be assessed over a relatively brief time. We therefore drew on this large and rich dataset to compare the inherent ability of photosynthetic temperature acclimation among C3, C4, and CAM plants. Temperature responses of photosynthetic rate at high light were pooled from the published data and averaged in C3, C4, and CAM plants (Fig. 4). To specify the effect of growth temperature, we selected plants grown under more than two growth temperatures in temperature-controlled growth chambers. It should be noted that, for CAM plants, data for CO2 fixation at night were pooled, as there have been no studies analyzing temperature responses of CO2 fixation by Rubisco during the day because of measurement difficulties. C3photosynthesis typically exhibits a T opt in the range of 10–35 °C, showing that the potential range of T optfor C3 photosynthesis is broad. CAM plants generally show low CO2 fixation rates, which correspond to their relatively slow growth rates; moreover, the T opt is also lower in CAM species than in C3 or C4 plants. C4plants exhibit a higher T opt and greater maximum photosynthetic rate at T opt than C3 plants, although, C4photosynthesis is sharply depressed at low temperatures.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ส่วนใหญ่ถูกกำหนด โดยอัตราการดูดซับ CO2 อัตราปฏิกิริยาการตรึง CO2 ในเวลากลางคืน โดยผู้แต่ง PEPC / มาลาโดยและ (P) -MDH ในขณะที่แสง มันถูกกำหนด โดยอัตรา decarboxylation โดยและ (P) -ME อัตรา Rubisco และ/หรือขนส่งอิเล็กตรอน photosynthetic เข้า thylakoid ผสม CO2 ในเวลากลางวัน อุณหภูมิเหมาะสมสำหรับกระบวนการกำหนดสามจะสามารถคาดว่าจะปรับให้อุณหภูมิกลางวันสูงกว่า ในขณะที่ในเวลากลางคืน PEPC และและ (P) -MDH จะปรับอุณหภูมิต่ำ ตัวแทนของคืนเย็นที่จะมี นี้เป็นบางส่วนได้รับการสนับสนุนโดยการเพาะเลี้ยงศึกษา โดยแบรนดอน (1967), ซึ่งบ่งชี้ที่เหมาะสมอุณหภูมิสำหรับ decarboxylation โดยและ (P) -ฉันถูกเหนือ 53 ° C และก็สูงกว่าที่ PEPC และและ (P) - MDH (เช่น ประมาณ 35 ° C) ดังนั้น ตอบ photosynthetic แตกต่างอุณหภูมิระหว่างวันจะมีแนวโน้มอธิบายไว้ โดยตอบสนองต่ออุณหภูมิของปฏิกิริยาที่เอนไซม์ในระบบซึ่งเป็นขั้นตอนจำกัดในระหว่างขั้นตอนเกี่ยวข้อง CAM สังเคราะห์ด้วยแสงมากกว่าวันได้มีการศึกษาไม่มีวันที่สิ้นสุดในการวิเคราะห์ขั้นตอนของปฏิกิริยา photosynthetic จำกัดในช่วงอุณหภูมิกว้างในพืช CAM แปลงที่มีประสิทธิภาพ และมีเสถียรภาพใน fedtschenko คุณได้รับการพัฒนาเป็นแบบ CAM ระบบ ซึ่งทำให้สามารถควบคุมปฏิกิริยา photosynthetic โดยปราบปราม antisense / overexpression ของยีนเฉพาะ (สำหรับรีวิว ดู Borland et al. 2009) ดังนั้น เราสามารถทำงานเพื่อวิเคราะห์กระบวนการจำกัด CAM สังเคราะห์ด้วยแสงในลักษณะเดียวกับ C3and C4 สังเคราะห์ด้วยแสงเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติตอบสนองต่ออุณหภูมิของ acclimation photosynthetic ชนิด และ ระหว่างทำงานชนิดและสังเคราะห์ด้วยแสงความแตกต่างระหว่างชนิด photosynthetic (พืช C3, C4 และ CAM)ในโรงงาน canopies ใบอุณหภูมิสามารถผันผวนอย่างรวดเร็ว (เช่น Singsaas และ Sharkey 1998), ส่วนใหญ่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโดยสังเขปในปริมาณรังสีที่เรียกว่า sunflecks (เพิ่งทานโดยวิธี Pearcy 2012) อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่ของข้อมูลบน acclimation อุณหภูมิของการสังเคราะห์ด้วยแสงมาจากโค้งตอบสนองอุณหภูมิของผสม CO2 สุทธิ ที่สามารถประเมินราคามีเสถียรภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสงเวลาสั้น ๆ ค่อนข้าง เราจึงวาดบนนี้ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ และอุดมไปด้วยเพื่อเปรียบเทียบความสามารถโดยธรรมชาติของ acclimation photosynthetic อุณหภูมิระหว่างพืช C3, C4 และ CAM ตอบอุณหภูมิอัตรา photosynthetic ที่ไฟสูงถูกทางถูกพูจากข้อมูลเผยแพร่ และ averaged ในพืช C3, C4 และ CAM (Fig. 4) ระบุผลของการเจริญเติบโตอุณหภูมิ เราเลือกพืชที่ปลูกภายใต้อุณหภูมิเติบโตมากกว่าสองในห้องควบคุมอุณหภูมิเติบโต ก็ควรจดบันทึกว่า สำหรับพืช CAM ข้อมูลสำหรับปฏิกิริยาการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนถูกทางถูกพู ตามที่ได้มีการวิเคราะห์การตอบสนองอุณหภูมิของเบี CO2 โดย Rubisco ในระหว่างวันเนื่องจากความยากลำบากในการประเมินการศึกษาไม่ C3photosynthesis T เป็นที่จัดแสดงโดยทั่วไปจะเลือกในช่วง 10 – 35 ° C แสดงว่า เป็นช่วง T optfor C3 สังเคราะห์ด้วยแสงจะกว้าง โดยทั่วไปจะดูต่ำ CO2 เบีราคา ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการเติบโตค่อนข้างช้า พืช CAM นอกจากนี้ T เลือกจะยังต่ำใน CAM ชนิดกว่าในพืช C3 หรือ C4 แสดง C4plants เลือกที่ T สูงและค่าสูงสุด photosynthetic ที่ T เลือกกว่าพืช C3 แม้ว่า C4photosynthesis อย่างรวดเร็วต่ำที่อุณหภูมิต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อัตราการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนจะถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่มีอัตราการดูดซึม CO2 โดย PEPC และ / หรือการก่อ malate โดย NAD (P) -MDH ขณะที่ในที่มีแสงก็จะถูกกำหนดโดยอัตรา decarboxylation โดย NAD (P) -Me, อัตราการดูดซึม CO2 โดย Rubisco และ / หรือการขนส่งอิเล็กตรอนในการสังเคราะห์เยื่อ thylakoid ในช่วงเวลากลางวันอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับสามการกำหนดกระบวนการที่จะคาดว่าจะได้รับการปรับให้เข้ากับอุณหภูมิที่สูงขึ้นในเวลากลางวันขณะที่ในเวลากลางคืนและ PEPC NAD (P) -MDH จะได้รับการปรับให้เข้ากับอุณหภูมิต่ำตัวแทนของคืนเย็นที่พวกเขาทำงาน . นี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนจากการศึกษาในหลอดทดลองโดยแบรนดอน (1967) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเหมาะสมอุณหภูมิ decarboxylation โดย NAD (P) -Me สูงกว่า 53 องศาเซลเซียสและสูงกว่าที่ PEPC และ NAD (P) -MDH (คือประมาณ 35 ° C) ดังนั้นการตอบสนองการสังเคราะห์แสงที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนมีการอธิบายโดยมีแนวโน้มการตอบสนองของอุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ซึ่งเป็นข้อ จำกัด ขั้นตอนในระหว่างขั้นตอนตามลำดับของการสังเคราะห์แสง CAM ตลอดทั้งวัน.
มีการศึกษาไม่มีวันที่วิเคราะห์การ จำกัด การตามขั้นตอนของ ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงในช่วงอุณหภูมิที่กว้างในพืช CAM การเปลี่ยนแปลงที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพในเค fedtschenko ได้รับการพัฒนาเป็นรูปแบบ CAM ระบบซึ่งจะทำให้มันเป็นไปได้ที่จะจัดการกับปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงโดยการปราบปราม antisense และ / หรือการแสดงออกของยีนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง (เพื่อการตรวจสอบให้ดู Borland et al. 2009) ดังนั้นตอนนี้เราสามารถเริ่มต้นการวิเคราะห์สิ่งที่ข้อ จำกัด ของกระบวนการ CAM สังเคราะห์แสงในลักษณะเช่นเดียวกับการสังเคราะห์แสง C3and C4.
รูปแบบที่แฝงในการตอบสนองอุณหภูมิของการสังเคราะห์และการปรับตัวในหมู่ชนิดสังเคราะห์แสงและในประเภทการทำงานแตกต่างในประเภทสังเคราะห์ (C3, C4 และ พืช CAM) ในหลังคาโรงงานอุณหภูมิใบสามารถมีความผันผวนอย่างรวดเร็ว (เช่น Singsaas และชาร์กี้ 1998) ส่วนใหญ่เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงสั้น ๆ โหลดรังสีที่เป็นที่รู้จักกัน sunflecks (เมื่อเร็ว ๆ นี้โดยทางและ Pearcy 2012) แต่ส่วนใหญ่ของข้อมูลของเราในเคยชินกับสภาพอุณหภูมิของการสังเคราะห์มาจากเส้นโค้งการตอบสนองต่ออุณหภูมิของการดูดซึม CO2 สุทธิที่มีอัตราการสังเคราะห์แสงที่มั่นคงของสามารถประเมินได้ในช่วงเวลาค่อนข้างสั้น ดังนั้นเราจึงดึงชุดนี้มีขนาดใหญ่และอุดมไปด้วยเพื่อเปรียบเทียบความสามารถในการปรับตัวโดยธรรมชาติของอุณหภูมิสังเคราะห์หมู่ C3, C4 และพืช CAM การตอบสนองต่ออุณหภูมิของอัตราการสังเคราะห์แสงสูงที่ถูกรวบรวมจากข้อมูลที่เผยแพร่และเฉลี่ยใน C3, C4 และพืช CAM (รูปที่. 4) เมื่อต้องการระบุผลของอุณหภูมิการเจริญเติบโตเราเลือกพืชที่ปลูกภายใต้มากกว่าสองอุณหภูมิการเจริญเติบโตของการเจริญเติบโตในห้องควบคุมอุณหภูมิ มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าสำหรับพืช CAM ข้อมูลในการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนถูกรวบรวมเป็นมีการศึกษาไม่มีการวิเคราะห์การตอบสนองอุณหภูมิของการตรึง CO2 โดย Rubisco ในระหว่างวันเนื่องจากปัญหาการวัด C3photosynthesis มักจะเลือกการจัดแสดงนิทรรศการ T ในช่วง 10-35 องศาเซลเซียสแสดงให้เห็นว่าในช่วงที่อาจเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์แสง T ​​optfor C3 เป็นวงกว้าง พืช CAM โดยทั่วไปแสดงอัตราการตรึง CO2 ต่ำซึ่งสอดคล้องกับอัตราการเจริญเติบโตค่อนข้างช้าของพวกเขา ยิ่งไปกว่านั้นการเลือกเสื้อนี้ยังต่ำกว่าในสายพันธุ์ CAM กว่าในพืช C3 หรือ C4 C4plants แสดงเลือกเสื้อที่สูงขึ้นและอัตราการสังเคราะห์แสงมากขึ้นสูงสุดที่ T เลือกกว่าพืช C3 แม้ว่า C4photosynthesis ถูกกดอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยอัตราการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ตอนกลางคืนเป็นหลัก โดยพิจารณาอัตราการ pepc CO2 และ / หรือมาเลทก่อตัวโดย NAD ( P ) - ชนิด ในขณะที่แสงจะถูกกำหนดโดยอัตราเงือก NAD ( P ) - ฉัน CO2 อัตราการโดย rubisco และ / หรือการสังเคราะห์แสงในการขนส่งอิเล็กตรอนเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ . ในช่วงกลางวันอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับสามกำหนดกระบวนการจะคาดว่าจะปรับตัวสูงขึ้น กลางวันอุณหภูมิ ส่วนตอนกลางคืน pepc size ( P ) - ชนิดจะปรับให้อุณหภูมิต่ำ ตัวแทนของเย็นคืนที่พวกเขาใช้ นี่คือส่วนหนึ่งที่สนับสนุนในหลอดทดลองโดยแบรนดอน ( 1967 )ซึ่งพบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับเงือกโดย NAD ( P ) - ฉันอยู่เหนือ 53 ° C และสูงกว่าที่ pepc size ( P ) - ชนิด ( เช่น ประมาณ 35 ° C ) ดังนั้นแสงที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองต่ออุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนมีการอธิบายแนวโน้มโดยอุณหภูมิการตอบสนองของปฏิกิริยาเอนไซม์ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่จำกัดในระหว่างขั้นตอนที่เกี่ยวข้องของ CAM สังเคราะห์แสงทั้งวัน
ไม่มีการศึกษาและวิเคราะห์การสังเคราะห์แสงปฏิกิริยาขั้นตอนในช่วงอุณหภูมิกว้างในแคมพืชที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพการเปลี่ยนแปลงใน K . fedtschenko ได้รับการพัฒนาเป็นระบบกล้องรูปแบบซึ่งจะทำให้มันเป็นไปได้ที่จะจัดการกับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงโดย antisense ปราบปรามและ / หรือ overexpression เฉพาะยีน ( สำหรับรีวิว เห็นบอร์ et al . 2009 ) ดังนั้นเราจึงสามารถเริ่มกระบวนการวิเคราะห์สิ่งที่ขอบเขตลูกเบี้ยวการสังเคราะห์แสงในลักษณะเดียวกันสำหรับ c3and C4
การสังเคราะห์แสงแท้จริงการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองอุณหภูมิของแสงและชนิดของแสงใน acclimation ของมันและการทำงานประเภท
ความแตกต่างระหว่างชนิดสังเคราะห์แสง ( C3 , พืช C4 CAM )
ในหลังคาโรงงาน , อุณหภูมิใบสามารถผันผวนอย่างรวดเร็ว เช่น singsaas ชาร์กี้และ 1998 ) ,ส่วนใหญ่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสั้นๆในรังสี โหลด ที่เป็นที่รู้จักกันเป็น sunflecks ( เพิ่งดูโดยวิธีและเพอร์คี่ 2012 ) อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่ของข้อมูลใน acclimation อุณหภูมิแสงที่ได้มาจากเส้นโค้งของอุณหภูมิการผสมกลมกลืน CO2 สุทธิที่อัตราคงที่ของแสงสามารถรับการประเมินในช่วงเวลาที่ค่อนข้างสั้นเราจึงวาดรูปนี้ขนาดใหญ่และอุดมไปด้วยข้อมูลเปรียบเทียบความสามารถโดยธรรมชาติของแสงระหว่างอุณหภูมิ acclimation C3 , C4 และแคม พืช การตอบสนองของอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงที่อุณหภูมิสูงมีการรวมแสงจากการเผยแพร่ข้อมูลและเฉลี่ยใน C3 , C4 และพืช CAM ( รูปที่ 4 ) ระบุผลของอุณหภูมิการเจริญเติบโตเราเลือกพืชที่ปลูกมากกว่าสองอุณหภูมิในการควบคุมอุณหภูมิของห้อง มันควรจะสังเกตว่าสำหรับแคมพืช , ข้อมูลสำหรับการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนเป็นพู เหมือนไม่มีการศึกษาวิเคราะห์อุณหภูมิการตอบสนองของการตรึง CO2 โดย rubisco ในระหว่างวันเนื่องจากปัญหาการวัดc3photosynthesis มักจะจัดแสดง T เลือกในช่วง 10 - 35 องศา C , แสดงให้เห็นว่าช่วงที่มีศักยภาพของ T optfor C3 การสังเคราะห์แสงคือกว้าง พืชโดยทั่วไปแสดงอัตราการตรึง CO2 กล้องต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการเติบโตที่ค่อนข้างช้าของพวกเขา นอกจากนี้ ไม่เลือกยังต่ำกว่ากว่า C3 หรือ C4 CAM ชนิดพืชc4plants แสดงที่สูงขึ้นและอัตราการสังเคราะห์แสงสูงสุดมากกว่าไม่เลือกที่ไม่เลือกกว่า C3 พืช แม้ c4photosynthesis อย่างแหลมคมหดหู่ที่อุณหภูมิต่ำ .