C4 Photosynthesis at Low Temperature. A Study Using Transgenic Plants with Reduced Amounts of Rubisco
Notice bibliographique
Résumé
C(4) plants are rare in the cool climates characteristic of high latitudes and elevations, but the reasons for this are unclear. We tested the hypothesis that CO(2) fixation by Rubisco is the rate-limiting step during C(4) photosynthesis at cool temperatures. We measured photosynthesis and chlorophyll fluorescence from 6 degrees C to 40 degrees C, and in vitro Rubisco and phosphoenolpyruvate carboxylase activity from 0 degrees C to 42 degrees C, in Flaveria bidentis modified by an antisense construct (targeted to the nuclear-encoded small subunit of Rubisco, anti-RbcS) to have 49% and 32% of the wild-type Rubisco content. Photosynthesis was reduced at all temperatures in the anti-Rbcs plants, but the thermal optimum for photosynthesis (35 degrees C) did not differ. The in vitro turnover rate (kcat) of fully carbamylated Rubisco was 3.8 mol mol(-)(1) s(-)(1) at 24 degrees C, regardless of genotype. The in vitro kcat (Rubisco Vcmax per catalytic site) and in vivo kcat (gross photosynthesis per Rubisco catalytic site) were the same below 20 degrees C, but at warmer temperatures, the in vitro capacity of the enzyme exceeded the realized rate of photosynthesis. The quantum requirement of CO(2) assimilation increased below 25 degrees C in all genotypes, suggesting greater leakage of CO(2) from the bundle sheath. The Rubisco flux control coefficient was 0.68 at the thermal optimum and increased to 0.99 at 6 degrees C. Our results thus demonstrate that Rubisco capacity is a principle control over the rate of C(4) photosynthesis at low temperatures. On the basis of these results, we propose that the lack of C(4) success in cool climates reflects a constraint imposed by having less Rubisco than their C(3) competitors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».