in [13]), which can result in lower rates of photosynthesis under
CO2 limited conditions. This down-regulation was evident in high
CO2-grown wildtype plants where the CO2-saturated rate of photosynthesis
was slightly lower in plants exposed for 7 days (Fig. 2B)
and 50% lower in plants exposed for 2 weeks (data not shown)
compared to plants cultured under ambient CO2. In contrast, CO2-
saturated photosynthesis was the same or somewhat higher in
high CO2-grown TLUp1-9 plants than in ambient CO2 plants. CO2-
enriched TLUp1-9 plants accumulated about 40% more leaf starch
than WT plants grown under the same conditions. Hence, TLUp1-9
plants may have avoided the down-regulatory response in photosynthesis
observed with prolonged exposure to elevated levels of
CO2 due to their increased capacity for starch synthesis which, in
turn, prevented feedback on photosynthesis.
The buildup of starch in response to prolonged exposure to
elevated atmospheric CO2 has been proposed to reduce photosynthesis
due to damage to chloroplasts [21] or increased diffusive
resistance to CO2 [22,23]. Our results, however, demonstrate that
excess accumulation of leaf starch alone does not inhibit photosynthesis
as evident by the properties exhibited by CO2-enriched
TLUp1-9 plants. This plant line maintained normal or slightly elevated
rates of CO2 assimilation rates although accumulated more
than 2-fold greater levels of leaf starch at the end of the day than
plants grown under ambient conditions. Hence, the reduction in
photosynthesis in plants grown under prolonged elevated CO2
conditions is more likely due to the limitation in the conversion
of triose-P into carbohydrates resulting in photosynthetic feedback
where the levels of Rubisco or photosynthetic apparatus are
reduced [13].
A discriminating barometer for the capacity to utilize triose-P
is O2 sensitivity of photosynthesis where CO2 assimilation is measured
under ambient (21%) versus 2% O2. When the atmospheric O2
content is lowered, increased CO2 fixation by Rubisco is expected
due to reduced competition by O2 and suppression of photorespiration.
If carbohydrate synthesis or export is limited, however,
the net stimulation of photosynthesis under low O2 is lower and, in
some instances, reversed. The loss of O2 sensitivity of photosynthesis
is associated with limited triose-P utilization [10,24] and, hence,
the extent of leaf starch synthesis is expected to result in higher
triose-P utilization and, in turn, increase Pi availability to support
photophosphorylation. Therefore, the starch enhanced TLUp1-9 is
predicted to be less feedback inhibited and exhibit higher O2 sensitivity
than WT which, in turn, will be higher than the starch
deficient line TL46.
When grown under ambient CO2 and assayed under growth
temperature (23 ◦C), high light (900 mol m−2 s−1) and ambient
CO2 (370 ppm) all three plant lines exhibited a stimulation in photosynthesis
when the O2 content was reduced from 21% to 2%,
although the extent of stimulation varied considerably among the
three plant lines. Ambient CO2-grown TLUp1-9 showed a larger stimulation
in photosynthetic rate than WT under low O2 indicating that
it had a greater capacity for triose-P utilization (Fig. 3A). In turn,
TL46, which has the lowest capacity for starch synthesis, exhibited
the lowest stimulation of O2 sensitivity.
These three plant lines were also examined under elevated
CO2 conditions. In plants grown and assayed under high CO2
(1000 ppm), there is less stimulation of CO2 assimilation by low
O2, because photorespiration is suppressed by the high levels of
CO2. However, the trend of increased stimulation by low O2 was
the same as that observed under ambient CO2 conditions. TLUp1-9
showed greater O2 sensitivity than WT. In TL46 there was actually
reversed sensitivity to O2 as the rate of photosynthesis under 2% O2
was lower than at 21% (Fig. 3B) which has previously been observed
in this plant line and is characteristics of starch deficient genotypes
[12]. These results clearly show that increased capacity for starch
biosynthesis results not only in higher photosynthetic capacity but
ใน [ 13 ] ) ซึ่งได้ผลในการลดอัตราสังเคราะห์แสง ภายใต้เงื่อนไข
CO2 จำกัด down-regulation นี้เห็นได้ชัดในพืชที่ปลูก wildtype สูง
CO2 CO2 อัตราการสังเคราะห์แสงอิ่มตัว
ถูกลดลงเล็กน้อยในพืชสัมผัสเป็นเวลา 7 วัน ( รูปที่ 2B )
และ 50% ต่ำกว่าพืชสัมผัสเป็นเวลา 2 สัปดาห์ ( ข้อมูลไม่แสดง )
เมื่อเทียบกับพืชเพาะเลี้ยงภายใต้บรรยากาศ CO2 ในทางตรงกันข้าม , CO2 -
ไขมันอิ่มตัวการสังเคราะห์แสงก็เหมือนกัน หรือค่อนข้างสูงกว่า
CO2 สูงปลูกพืชมากกว่าในพืช tlup1-9 CO2 แวดล้อม CO2 -
อุดมพืชสะสมประมาณ 40% โดยน้ำหนักแป้ง
กว่าใบพืชที่ปลูกภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน tlup1-9 . ดังนั้น พืช tlup1-9
อาจหลีกเลี่ยงกฎระเบียบในการลงแสง
และเปิดรับแสงนานเพื่อยกระดับระดับ
CO2 เนื่องจากพวกเขาเพิ่มความจุแป้งสังเคราะห์ซึ่งใน
เปิดให้ข้อเสนอแนะในการสังเคราะห์แสง .
buildup ของแป้งในการเปิดรับแสงนาน
บรรยากาศ CO2 สูงได้รับการเสนอการลดการสังเคราะห์แสง
เนื่องจากความเสียหายของคลอโรพลาสต์ [ 21 ] หรือเพิ่มขึ้นกระจาย
ทน CO2 [ 22,23 ] ผลของเราแสดงให้เห็นว่า
อย่างไรก็ตามการสะสมส่วนเกินของแป้งใบเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถยับยั้งการสังเคราะห์ด้วยแสง
เป็นที่ประจักษ์ โดยคุณสมบัติแสดงโดย CO2 อุดมพืช tlup1-9
. บรรทัดนี้พืชรักษาปกติหรือสูงเล็กน้อย
อัตราการสะสม CO2 อัตราแม้ว่ามากขึ้นกว่าระดับของแป้งมากขึ้น
ถึงใบที่ส่วนท้ายของวันมากกว่า
ปลูกภายใต้สภาพแวดล้อม ดังนั้น การลด
การสังเคราะห์แสงในพืชที่ปลูกภายใต้สภาพนาน CO2
สูงมีแนวโน้มมากขึ้น เนื่องจากข้อจำกัดในการแปลงของ triose-p เป็นคาร์โบไฮเดรตที่เกิดใน
1 ความคิดเห็นที่ระดับ rubisco หรือการสังเคราะห์แสงจะลดลง [ 13 ] -
.
a discriminating บารอมิเตอร์สำหรับความสามารถในการใช้ triose-p
คือ ความไวของแสงที่ CO2 O2 ผสมกลมกลืนเป็นวัด
ภายใต้บรรยากาศ ( 21% ) และ 2 % O2 . เมื่อเนื้อหา O2
บรรยากาศจะลดลง เพิ่มการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ โดย rubisco คาดว่า
เนื่องจากการลดลงของการแข่งขันโดย O2 และปราบปรามการหายใจแสง .
ถ้าคาร์โบไฮเดรตการสังเคราะห์หรือส่งออกจำกัด , อย่างไรก็ตาม ,
สุทธิกระตุ้นการสังเคราะห์แสงภายใต้ต่ำ O2
ต่ำและในบางกรณี กลับ การสูญเสียของความไวของการสังเคราะห์แสง O2
จะเกี่ยวข้องกับการใช้ triose-p จำกัด [ 10,24 ] และดังนั้น
ขอบเขตของใบแป้งสังเคราะห์ คาดว่าจะส่งผลในการใช้ triose-p สูงกว่า
และ เปิด เพิ่ม พี พร้อมสนับสนุน
ใช้ . ดังนั้น การเพิ่ม tlup1-9 คือ
แป้งคาดจะน้อยลง และมีความไวสูงกว่าความคิดเห็น ( O2
กว่า WT ที่ในการเปิดจะสูงกว่าแป้ง
ขาดสาย tl46 .
เมื่อปลูกภายใต้บรรยากาศ CO2 และปริมาณภายใต้อุณหภูมิการเจริญเติบโต
( 23 ◦ C ) ไฟสูง ( 900 mol m − 2 s − 1 ) และบรรยากาศ
คาร์บอนไดออกไซด์ ( 370 ppm ) พืชทั้งสามเส้นมีการกระตุ้นในการสังเคราะห์แสง
เมื่อเนื้อหา O2 ลดลงจาก 21% เป็น 2
%แม้ว่าระดับของการกระตุ้นที่แตกต่างกันมากระหว่าง
3 สายโรงงาน บรรยากาศ CO2 มีขนาดใหญ่โต tlup1-9 กระตุ้น
ในอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงกว่า WT ภายใต้ต่ำ O2 ที่ระบุว่ามันมีความจุมากกว่า
triose-p ใช้ ( รูปที่ 3 ) ในการเปิด ,
tl46 ซึ่งมีความจุต่ำสุดสำหรับการสังเคราะห์แป้ง มีการกระตุ้นของ O2
ค่าความไวเหล่านี้สามต้นสายยังตรวจสอบภายใต้เงื่อนไข CO2 สูง
ในพืชที่ปลูก และปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์สูงภายใต้
( 1000 ppm ) มีการผสมกลมกลืน โดยน้อยกว่า CO2 ต่ำ
O2 เพราะการหายใจแสงจะถูกระงับโดยระดับสูงของ
CO2 อย่างไรก็ตาม แนวโน้มของการเพิ่มขึ้นโดยต่ำ O2 เป็น
เช่นเดียวกับที่พบภายใต้เงื่อนไขภายในห้อง tlup1-9
การแปล กรุณารอสักครู่..