C4 plants are more efficient in car

C4 plants are more efficient in carbon dioxide concentration that results in increased efficiency in water and nitrogen use and improved adaptation to hotter and dryer environments.
In nature, this has occurred more than 50 times in a wide range of flowering plants, indicating that, despite being complex, it is a relatively easy pathway to evolve.
Kranz (C4) anatomy arose before the C4 biochemistry within the bundle sheath cell, in response to photorespiration. Therefore, strategies to engineer C4 photosynthesis should first address the introduction of Kranz anatomy into C3 plants.

Improvement on existing crops
Our calculations show that the cost-benefit ratio of C4 rice is likely to be of the same order as the “dwarf-cultivars” produced in the first Green Revolution bringing benefits to hundreds of millions of people in the poorer parts of the world. Inserting the C4 photosynthetic pathway into rice should increase rice yield by 50%, double water-use efficiency, and use less fertilizer to achieve those improvements. No other evolutionary mechanism exists that could be added to C3 rice that could deliver that superior combination of benefits.
Poverty alleviation would be further magnified if the C4 syndrome were added to other C3 crops, such as wheat, growing in the hot countries of the developing world.
Value proposition:
Increased water use efficiency. C4 rice would need less water because water loss will be reduced and the water used more efficiently. C4 plants would have the pores in the leaves (stomata) partially closed during the hottest part of the day. Also C4 plants absorb more CO2 per unit of water lost. C4 plants are able to do this because of the compartmentalization and concentration of CO2 that occurs in the bundle sheath cells.
Increased nitrogen use efficiency. C4 rice would increase nitrogen-use efficiency by 30% because the plant will need lower amounts of Rubisco, an abundant enzyme that fixes CO2 into sugars. By requiring less Rubisco for the same amount of CO2 fixed, C4 rice can achieve the same productivity with fewer enzymes, which means less nitrogen. (enzymes and proteins contain 15% nitrogen).
Yield benefits. Models show that increased water and nitrogen use efficiencies and other characteristics would support yield increases of 30% to 50% based on comparative studies between rice and maize.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พืช C4 จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นในความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นผลในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนและน้ำและปรับปรุงให้สภาพแวดล้อมที่ร้อน และเป่า ธรรมชาติ นี้เกิดขึ้นกว่า 50 เท่าในความหลากหลายของพืชดอก ระบุว่า ถึงแม้ว่าจะซับซ้อน ได้ทางเดินที่ค่อนข้างง่ายจะเป็นพัฒนากายวิภาคศาสตร์ Kranz (C4) เกิดขึ้นก่อนวิชาชีวเคมีภายในเซลล์กลุ่ม sheath ตอบ photorespiration C4 ที่ ดังนั้น กลยุทธ์เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง C4 วิศวกรควรแรกแนะนำกายวิภาค Kranz เป็นพืช C3 ปรับปรุงในพืชที่มีอยู่คำนวณของเราแสดงว่า อัตราส่วนต้นทุนผลประโยชน์ของข้าว C4 จะเป็นลำดับเดียวกันกับ "แคระพันธุ์" ผลิตในการปฏิวัติเขียวครั้งแรกที่นำผลประโยชน์ไปหลายร้อยล้านคนในส่วนของโลกย่อม แทรกทางเดิน photosynthetic ของ C4 เป็นข้าวควรเพิ่มผลผลิตข้าว 50% คู่ประสิทธิภาพการใช้น้ำ และใช้ปุ๋ยน้อยลงเพื่อให้เกิดการปรับปรุงเหล่านั้น มีวิวัฒนาการกลไกอื่น ๆ ที่อาจจะเพิ่มข้าว C3 ที่สามารถให้ทั้งผลประโยชน์ที่เหนือกว่าได้บรรเทาความยากจนจะต่อขยายถ้ามีเพิ่มกลุ่ม C4 พืช C3 อื่น ๆ เช่นข้าวสาลี การเจริญเติบโตในประเทศร้อนของประเทศกำลังพัฒนาข้อเสนอค่า:น้ำใช้อย่างมีประสิทธิภาพ ข้าว C4 จะต้องการน้ำน้อยเนื่องจากสูญเสียน้ำจะลดลง และน้ำที่ใช้มีประสิทธิภาพมากขึ้น พืช C4 จะมีรูขุมขนในใบ (stomata) ปิดบางส่วนในส่วนร้อนแรงที่สุดของวัน นอกจากนี้ พืช C4 ดูดซับ CO2 มากขึ้นต่อหน่วยของน้ำที่หายไป พืช C4 จะทำ compartmentalization และความเข้มข้นของ CO2 ที่เกิดขึ้นในเซลล์กลุ่ม sheath ไนโตรเจนที่เพิ่มประสิทธิภาพการ ข้าว C4 จะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนโดย 30% เนื่องจากโรงงานจะต้องต่ำกว่าจำนวน Rubisco เอนไซม์อุดมสมบูรณ์ที่แก้ไข CO2 เป็นน้ำตาล โดยต้องการ Rubisco น้อยกว่าระยะเดียวกันของ CO2 คง C4 ข้าวสามารถบรรลุผลผลิตเดียวกันกับเอนไซม์น้อย ซึ่งหมายความว่า ไนโตรเจนน้อย (เอนไซม์และโปรตีนประกอบด้วยไนโตรเจน 15%)ผลตอบแทนผลประโยชน์ แบบจำลองแสดงว่า ประสิทธิภาพใช้น้ำและไนโตรเจน และลักษณะอื่น ๆ ที่จะสนับสนุนการเพิ่มผลผลิตของ 30% ถึง 50% จากการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างข้าวและข้าวโพด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พืช C4 มีประสิทธิภาพมากขึ้นในความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ส่งผลให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นในน้ำและการใช้ไนโตรเจนและการปรับตัวดีขึ้นเป็นร้อนและสภาพแวดล้อมเป่า.
ในธรรมชาตินี้ได้เกิดขึ้นมากกว่า 50 ครั้งในช่วงกว้างของพืชดอกแสดงให้เห็นว่าแม้จะมี เป็นที่ซับซ้อนมันเป็นทางเดินที่ค่อนข้างง่ายที่จะพัฒนาขึ้น.
Kranz (C4) ลักษณะทางกายวิภาคที่เกิดขึ้นก่อนที่จะชีวเคมี C4 ภายในมัดมือถือฝักในการตอบสนองต่อ photorespiration ดังนั้นกลยุทธ์ในการวิศวกรสังเคราะห์ C4 ควรอยู่ที่การเปิดตัวของลักษณะทางกายวิภาค Kranz เข้าไปในพืช C3. ปรับปรุงกับพืชที่มีอยู่ในการคำนวณของเราแสดงให้เห็นว่าสัดส่วนค่าใช้จ่ายผลประโยชน์ของข้าว C4 มีแนวโน้มที่จะของการสั่งซื้อเช่นเดียวกับ "สายพันธุ์แคระ" ที่เกิดขึ้นในการปฏิวัติเขียวครั้งแรกที่นำผลประโยชน์ไปหลายร้อยล้านคนในส่วนที่ยากจนของโลก ใส่เดินสังเคราะห์ C4 เข้าข้าวควรจะเพิ่มผลผลิตข้าว 50% ที่มีประสิทธิภาพการใช้น้ำคู่และใช้ปุ๋ยน้อยที่จะประสบความสำเร็จในการปรับปรุงเหล่านั้น ไม่มีกลไกการวิวัฒนาการอื่น ๆ ที่มีอยู่ว่าอาจจะเพิ่มข้าว C3 ที่สามารถส่งมอบว่าการรวมกันที่เหนือกว่าของผลประโยชน์. การบรรเทาความยากจนจะได้รับการขยายต่อไปถ้าอาการ C4 ถูกเพิ่มเข้าไปในพืชอื่น ๆ C3 เช่นข้าวสาลีเพิ่มขึ้นในประเทศที่ร้อนของการพัฒนา . โลกเรื่องค่า: เพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ ข้าว C4 จะต้องการน้ำน้อยลงเพราะการสูญเสียน้ำจะลดลงและน้ำที่ใช้มีประสิทธิภาพมากขึ้น พืช C4 จะมีรูขุมขนในใบ (ปาก) ปิดบางส่วนในช่วงที่ร้อนที่สุดของวัน นอกจากนี้ยังมีพืช C4 ดูดซับ CO2 มากขึ้นต่อหน่วยของการสูญเสียน้ำ พืช C4 สามารถที่จะทำเช่นนี้เพราะของ compartmentalization และความเข้มข้นของ CO2 ที่เกิดขึ้นในเซลล์ปลอกมัด. เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจน ข้าว C4 จะเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานของไนโตรเจน 30% เพราะโรงงานจะต้องลดจำนวนของ Rubisco เป็นเอนไซม์ที่อุดมสมบูรณ์ที่แก้ไข CO2 เป็นน้ำตาล โดยการกำหนดให้น้อย Rubisco สำหรับจำนวนเงินเดียวกันของ CO2 คงข้าว C4 สามารถบรรลุการผลิตเดียวกันกับเอนไซม์น้อยลงซึ่งหมายความว่าไนโตรเจนน้อย (เอนไซม์และโปรตีนที่มีไนโตรเจน 15%). ผลประโยชน์ผลผลิต รุ่นแสดงให้เห็นว่าน้ำที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนและลักษณะอื่น ๆ จะสนับสนุนการเพิ่มขึ้นของอัตราผลตอบแทนที่ 30% ถึง 50% ขึ้นอยู่กับการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างข้าวและข้าวโพดเลี้ยงสัตว์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พืช C4 จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นในคาร์บอนไดออกไซด์ความเข้มข้นที่ผลในการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้น้ำและไนโตรเจนและปรับปรุงการปรับตัวเครื่องเป่าร้อนและสภาพแวดล้อม
ในธรรมชาตินี้เกิดขึ้นมากกว่า 50 ครั้ง ในช่วงกว้างของพืชดอก ระบุว่า แม้จะมีการซับซ้อน มันเป็นทางเดินที่ค่อนข้างง่ายที่จะคาย .
แครนส์ ( C4 ) กายวิภาคศาสตร์ลุกขึ้นก่อน C4 ชีวเคมีภายในเซลล์กำฝักในการตอบสนองต่อการหายใจแสง . ดังนั้น กลยุทธ์เพื่อ วิศวกร C4 การสังเคราะห์แสงครั้งแรกควรแก้ไขเบื้องต้นของแครนส์กายวิภาคศาสตร์ในพืช C3


การปรับปรุงพืชที่มีอยู่การคำนวณของเราแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนต้นทุน - ผลได้ของ C4 ข้าวมีแนวโน้มที่จะเป็นคำสั่งเดียวกับ " แคระพันธุ์ที่ผลิตขึ้นในก่อนการปฏิวัติเขียวนำผลประโยชน์หลายร้อยล้านคน ในอัตราส่วนของโลก ใส่ C4 สังเคราะห์แสงทางเดินเป็นข้าวควรเพิ่มผลผลิตข้าว โดย 50% , ประสิทธิภาพการใช้น้ำคู่และใช้ปุ๋ยน้อยลงเพื่อให้บรรลุการปรับปรุงเหล่านั้น ไม่มีกลไกวิวัฒนาการที่มีอยู่ที่สามารถเพิ่ม C3 ข้าวที่สามารถส่งชุดที่เหนือกว่าผลประโยชน์ ความยากจนจะขยาย
เพิ่มเติมหากมีการเพิ่มพืช C3 C4 กลุ่มอาการอื่นๆ เช่น ข้าวสาลี ปลูกในประเทศแถบร้อนของโลกที่พัฒนา คุณค่า :

เพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำC4 ข้าวจะต้องน้อยลงเนื่องจากการสูญเสียน้ำ น้ำจะลดลง และน้ำที่ใช้มีประสิทธิภาพมากขึ้น พืช C4 จะมีรูในใบ ( ใบ ) ปิดบางส่วนในส่วนที่ร้อนที่สุดของวัน นอกจากนี้พืช C4 ดูดซับ CO2 มากขึ้นต่อหน่วยของน้ำเสีย พืช C4 สามารถที่จะทำแบบนี้เพราะเรื่องการควบคุมอารมณ์ และความเข้มข้นของ CO2 ที่เกิดขึ้นในห่อหุ้มเซลล์
เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจน . การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนของข้าว 30% เพราะพืชจะต้องการในปริมาณที่ลดลงของ rubisco , อุดมสมบูรณ์เอนไซม์ที่แก้ไข CO2 ในน้ำตาล โดยให้ rubisco น้อยกว่าปริมาณที่เท่ากันของ CO2 ถาวร , C4 ข้าวสามารถบรรลุประสิทธิภาพเดียวกันกับเอนไซม์น้อยลง ซึ่งหมายความว่า ไนโตรเจนน้อย ( เอนไซม์และโปรตีนประกอบด้วย 15 % ไนโตรเจน ) .
ประโยชน์ของผลผลิตแบบจำลองแสดงให้เห็นว่าปริมาณน้ำเพิ่มขึ้น การใช้ และลักษณะอื่น ๆ จะสนับสนุนการเพิ่มผลผลิตของ 30% ถึง 50% จากการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างข้าวและข้าวโพด