AbstractOne mechanism to enhance gl

Abstract

One mechanism to enhance global food stocks radically is to introduce C4 photosynthesis into C3 crops from warm climates, notably rice. To accomplish this, an understand-ing of leaf structure and function is essential. The chloren-chyma structure of rice and related warm-climate C3 grasses is distinct from that of cool temperate C3 grasses. In temperate C3 grasses, vacuoles occupy the majority of the cell, while chloroplasts, peroxisomes and mitochondria are pressed against the cell periphery. In rice, 66% of protoplast volume is occupied by chloroplasts, and chloroplasts/stromules cover >95% of the cell periphery. Mitochondria and peroxisomes occur in the cell interior and are intimately associated with chloroplasts/stromules. We hypothesize that the chlorenchyma architecture of rice enhances diffusive CO2 conductance and max-imizes scavenging of photorespired CO2. The extensive chloroplast/stromule sheath forces photorespired CO2 to exit cells via the stroma, where it can be refixed by Rubisco. Deep cell lobing and small cell size, coupled with chloroplast sheaths, creates high surface area exposure of stroma to intercellular spaces, thereby enhancing mesophyll transfer conductance. In support of this, rice exhibits higher mesophyll transfer conductance, greater stromal CO2 content, lower CO2 compensation points at warm temperature and less oxygen sensitivity of photosynthesis than cool temperate grasses. Rice vein length per leaf, mesophyll thickness and intercellular space volume are intermediate between those of most C3 and C4 grasses, indicating that the introduction of Kranz anatomy into rice may not require radical changes in leaf anatomy; however, deep lobing of chlorenchyma cells may constrain efforts to engineer C4 photosynthesis into rice.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อกลไกการเพิ่มหุ้นอาหารสากลก็คือการ แนะนำ C4 สังเคราะห์ด้วยแสงในพืช C3 จากสภาพอากาศที่อบอุ่น ยวดข้าว การทำ การเข้าใจ-ing ของใบโครงสร้างและหน้าที่เป็นสิ่งจำเป็น Chloren-chyma โครงสร้างของข้าวและหญ้า C3 สภาพภูมิอากาศอบอุ่นที่เกี่ยวข้องจะแตกต่างจากที่หญ้า C3 ซึ่งเย็น ในแจ่ม C3 หญ้า vacuoles ครอบครองส่วนใหญ่ของเซลล์ ในขณะที่ chloroplasts, peroxisomes และ mitochondria กดกับยสปริงเซลล์ ข้าว 66% ของปริมาตร protoplast ถูกครอบครอง โดย chloroplasts และครอบคลุม chloroplasts/stromules > 95% ยสปริงเซลล์ Mitochondria และ peroxisomes เกิดขึ้นในภายในเซลล์ และจึงเกี่ยวข้องกับ chloroplasts/stromules เรา hypothesize สถาปัตยกรรม chlorenchyma ข้าวช่วยต้านทาน CO2 diffusive และ scavenging สูงสุด imizes ของ photorespired CO2 Sheath คลอโรพลาสต์มากมาย stromule บังคับ photorespired CO2 ออกจากเซลล์ผ่าน stroma ที่สามารถ refixed โดย Rubisco Lobing เซลล์ลึกและขนาดเซลล์เล็ก ควบคู่กับคลอโรพลาสต์ sheaths สร้างแสงสูงพื้นที่ผิวของ stroma intercellular ช่องว่าง จึงเพิ่มต้านทาน mesophyll โอนย้าย สนับสนุนนี้ ข้าวจัดแสดงต้านทานสูงกว่า mesophyll โอน เนื้อหา CO2 stromal มาก จุดแทน CO2 ต่ำกว่าอุณหภูมิที่อบอุ่น และไวน้อยกว่าออกซิเจนสังเคราะห์ด้วยแสงมากกว่าหญ้าเย็นแจ่ม ข้าวยาวหลอดเลือดดำต่อใบไม้ mesophyll หนา และปริมาตรพื้นที่ intercellular อยู่กลางระหว่างของส่วนใหญ่ C3 และ C4 หญ้า ระบุว่า แนะนำกายวิภาค Kranz เป็นข้าวอาจไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในกายวิภาคศาสตร์ใบ อย่างไรก็ตาม lobing ลึก chlorenchyma เซลล์อาจจำกัดพยายามวิศวกรการสังเคราะห์ด้วยแสงของ C4 เป็นข้าว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อกลไกหนึ่งเพื่อเพิ่มหุ้นอาหารทั่วโลกอย่างรุนแรงคือการแนะนำการสังเคราะห์เข้าไปในพืช C4 C3 จากสภาพอากาศที่อบอุ่นสะดุดตาข้าว เพื่อให้บรรลุนี้การเข้าใจไอเอ็นจีของโครงสร้างและการทำงานของใบเป็นสิ่งจำเป็น โครงสร้าง chloren-chyma ข้าวและที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่อบอุ่นหญ้า C3 แตกต่างจากที่ของหญ้า C3 เย็นพอสมควร ในหญ้าสมควร C3, vacuoles ครอบครองส่วนใหญ่ของเซลล์ในขณะที่คลอโรพลา, peroxisomes และ mitochondria จะกดกับขอบเซลล์ ในข้าว 66% ของปริมาณโปรโตพลาถูกครอบครองโดยคลอโรพลาและคลอโรพลา / stromules ครอบคลุม> 95% ของรอบนอกเซลล์ Mitochondria และ peroxisomes เกิดขึ้นในเซลล์ภายในและมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับคลอโรพลา / stromules เราตั้งสมมติฐานว่าสถาปัตยกรรม chlorenchyma ข้าวช่วยเพิ่มสื่อกระแสไฟฟ้า CO2 diffusive และสูงสุด imizes ขับของ CO2 photorespired กว้างขวาง chloroplast / ทหารปลอก stromule photorespired CO2 เพื่อออกจากเซลล์ผ่าน stroma ที่มันสามารถ refixed โดย Rubisco เซลล์ลึก lobing และขนาดเซลล์ขนาดเล็กควบคู่กับฝัก chloroplast สร้างการสัมผัสพื้นที่ผิวสูงของ stroma ช่องว่างระหว่างเซลล์ไปจึงเพิ่ม conductance โอน mesophyll ในการสนับสนุนนี้ข้าวจัดแสดงนิทรรศการสื่อกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นการถ่ายโอน mesophyll เนื้อหา CO2 stromal มากขึ้นจุดชดเชย CO2 ที่ลดลงที่อุณหภูมิอบอุ่นและความไวของออกซิเจนน้อยกว่าหญ้าสังเคราะห์หนาวเย็น ระยะเวลาในหลอดเลือดดำข้าวต่อใบหนา mesophyll และปริมาณพื้นที่ระหว่างเซลล์เป็นสื่อกลางระหว่างผู้ C3 ที่สุดและหญ้า C4 แสดงให้เห็นว่าการเปิดตัวของร่างกาย Kranz เข้าข้าวอาจจะไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในลักษณะทางกายวิภาคของใบ; แต่ lobing ลึกของเซลล์ chlorenchyma อาจ จำกัด การพยายามที่จะสังเคราะห์แสงวิศวกร C4 เข้าข้าว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

อีกกลไกหนึ่งที่จะเพิ่มหุ้นอาหารทั่วโลกอย่างรุนแรงคือการแนะนำใน C3 C4 สังเคราะห์แสง พืชจากสภาพอากาศที่อบอุ่น โดยเฉพาะข้าว เพื่อให้บรรลุนี้ เข้าใจโครงสร้างของใบ และไอเอ็นจี ฟังก์ชันที่สำคัญ การ chloren chyma โครงสร้างของข้าวและอบอุ่นภูมิอากาศ C3 หญ้าแตกต่างจากที่เย็นหนาว C3 หญ้า ในเมืองหนาว C3 หญ้า ,แวคิวโอลครอบครองส่วนใหญ่ของเซลล์ ในขณะที่ปล้อนเพอรอกซิโซมและ mitochondria , กดเทียบกับเซลล์รอบนอก ในข้าว , 66 % ของปริมาณแบคทีเรียที่ถูกครอบครองโดยคลอโรพลาสต์และคลอโรพลาสต์ / stromules ปก > 95% ของเซลล์รอบนอก และเกิดขึ้นใน mitochondria เพอรอกซิโซมภายในเซลล์ และประกาศที่เกี่ยวข้องกับคลอโรพลาสต์ / stromules .เราพบว่าคลอเรงคิมาสถาปัตยกรรมของข้าวช่วยกระจาย CO2 ความนำและแม็กซ์ imizes ครองเรือนของ photorespired CO2 กว้างขวางคลอ / stromule ปลอกบังคับ photorespired CO2 ออกจากเซลล์ผ่านสโตร ซึ่งมันสามารถ refixed โดย rubisco . lobing เซลล์ลึกและขนาดเซลล์เล็ก ๆควบคู่กับหุ้มคลอโรพลาสต์ ,สร้างพื้นที่ผิวสูง การสโตรเพื่อ intercellular เป็นจึงเพิ่มความนำโอนมีโซฟิลล์ . ในการสนับสนุนการจัดแสดงนี้ ข้าวมีโซฟีลล์สูงกว่าระบบโอน มากกว่าเนื้อหา stromal CO2 ลด CO2 ชดเชยจุดที่อุณหภูมิที่อบอุ่นและออกซิเจนน้อยลง ความไวแสงกว่า เย็น เย็น หญ้า ข้าวดำ ความยาวต่อใบความหนา มีโซฟีลล์และปริมาณพื้นที่ intercellular เป็นกลางระหว่างบรรดา C3 และ C4 หญ้าส่วนใหญ่ ระบุว่า เบื้องต้นของแครนส์กายวิภาคศาสตร์เป็นข้าวอาจไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในใบ อย่างไรก็ตาม lobing ลึกของคลอเรงคิมาเซลล์อาจจำกัด ความพยายามที่จะวิศวกร C4 สังเคราะห์แสงในข้าว