Increased α-ketoglutarate links the C3–C4 intermediate state to C4 photosynthesis in the genus <i>Flaveria</i>
Notice bibliographique
Résumé
As a complex trait, C4 photosynthesis has multiple independent origins in evolution. Phylogenetic evidence and theoretical analysis suggest that C2 photosynthesis, which is driven by glycine decarboxylation in the bundle sheath cell, may function as a bridge from C3 to C4 photosynthesis. However, the exact molecular mechanism underlying the transition between C2 photosynthesis to C4 photosynthesis remains elusive. Here, we provide evidence suggesting a role of higher α-ketoglutarate (AKG) concentration during this transition. Metabolomic data of 12 Flaveria species, including multiple photosynthetic types, show that AKG concentration initially increased in the C3-C4 intermediate with a further increase in C4 species. Petiole feeding of AKG increases the concentrations of C4-related metabolites in C3-C4 and C4 species but not the activity of C4-related enzymes. Sequence analysis shows that glutamate synthase (Fd-GOGAT), which catalyzes the generation of glutamate using AKG, was under strong positive selection during the evolution of C4 photosynthesis. Simulations with a constraint-based model for C3-C4 intermediate further show that decreasing the activity of Fd-GOGAT facilitated the transition from a C2-dominant to a C4-dominant CO2 concentrating mechanism. All these results provide insight into the mechanistic switch from C3-C4 intermediate to C4 photosynthesis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,001 | 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 ».