Evolutionary Convergence of C4 Photosynthesis: A Case Study in the Nyctaginaceae
Notice bibliographique
Résumé
C4 photosynthesis evolved over 65 times, with around 24 origins in the eudicot order Caryophyllales. In the Caryophyllales family Nyctaginaceae, the C4 pathway is known in three genera of the tribe Nyctagineae: Allionia, Okenia and Boerhavia. Phylogenetically, Allionia and Boerhavia/Okenia are separated by three genera whose photosynthetic pathway is uncertain. To clarify the distribution of photosynthetic pathways in the Nyctaginaceae, we surveyed carbon isotope ratios of 159 species of the Nyctaginaceae, along with bundle sheath (BS) cell ultrastructure, leaf gas exchange, and C4 pathway biochemistry in five species from the two C4 clades and closely related C3 genera. All species in Allionia, Okenia and Boerhavia are C4, while no C4 species occur in any other genera of the family, including three that branch between Allionia and Boerhavia. This demonstrates that C4 photosynthesis evolved twice in Nyctaginaceae. Boerhavia species use the NADP-ME subtype of C4 photosynthesis, while Allionia species use the NAD-ME subtype. The BS cells of Allionia have many more mitochondria than the BS of Boerhavia. BS mitochondria are closely associated with chloroplasts in Allionia which facilitates CO2 refixation following decarboxylation by mitochondrial NAD-ME. The close relationship between Allionia and Boerhavia could provide insights into why NADP-ME versus NAD-ME subtypes evolve, particularly when coupled to analysis of their respective genomes. As such, the group is an excellent system to dissect the organizational hierarchy of convergent versus divergent traits produced by C4 evolution, enabling us to understand when convergence is favoured versus when divergent modifications can result in a common phenotype.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».