Mavzu: Fotosintez va hosildorlik reja: Fotosintez resurslari cheklangan tabiiy muhitda yuqori mahsuldorlikka qaratilgan

3. O'simlik o'simliklarida samaraliroq fotosintez qanday rivojlanadi
Ruban [ 13 ] fotokimyoviy bo'lmagan floresan söndürmenin (NPQ: [ 14 , 15 ]) himoya samaradorligini baholashning keng qamrovli ko'rinishini taqdim etadi . Fotozarar va himoyalanish darajasiga oid NPQ ma'lumotlarining bu tushunarli istiqboli ( 1-rasm).) o'simliklarning mahsuldorligi haqida atrof-muhit o'zgaruvchilari bilan bog'liq holda muhokama qilinadi. Ushbu muallif tomonidan tasvirlangan yangi metodologiya fotosintetik organizmlar tomonidan yorug'lik bardoshliligini aniqlash uchun vositani olish uchun mustahkam asos yaratishi va shuning uchun o'simliklardagi yorug'lik reaktsiyalarini har tomonlama tushunishni taklif qilishi ko'rsatilgan. Fotosintezni yaxshilash uchun tilakoid proton harakatlantiruvchi kuchining (pmf) manipulyatsiyasi qanday ishlatilishi mumkinligi haqida o'ylaydigan tahlil Kramer va uning hamkasblari tomonidan taqdim etilgan [ 16 ]. Biroq, fotosintetik mexanizmga taklif qilingan ba'zi o'zgartirishlar umumiy metabolizmga, shuningdek, stressga chidamlilik kabi boshqa jarayonlarga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shu nuqtai nazardan, Aro va uning hamkasblari [ 17] PSI ning fotoinhibisyonga moyilligi, ayniqsa past haroratlarda yoki yuqori yorug'lik ostida, fotosintezni manipulyatsiya qilishda qanday hisobga olinishi kerakligini muhokama qiling. Fotosintetik elektron transportining DpH ga bog'liq tartibga solinishiga ega bo'lmagan pgr5 mutantidan foydalanib , mualliflar uglerod fiksatsiyasi va kraxmal to'planishi kabi quyi oqimdagi xloroplast jarayonlari uchun yuqori yorug'lik vositasida PSI fotoinhibisyonining oqibatlarini, shuningdek, hujayra signalizatsiyasiga ta'sirini belgilaydilar.

4. Fotosintetik elektron tashishni kuchaytirish: o'simlik unumdorligini oshirish uchun uglerod assimilyatsiyasi va xloroplast-yadro o'zaro ta'siri
Fotosintetik qobiliyatga ega bo'lish organellalar o'rtasidagi keng ko'lamli hamkorlikni, muvofiqlashtirilgan yorug'lik idrokini, yadro va plastid genlarini ifodalashni, lipidlar, oqsillar va pigmentlarning biosintezini, shuningdek, tarkibiy qismlarni tashish va tegishli lokalizatsiya va kiritishni talab qiladi. Xloroplast funktsiyalarini qo'llab-quvvatlaydigan organellalar o'rtasidagi bu hamkorlik xloroplastning butun hayoti davomida davom etadi va xloroplastning atrof-muhit o'zgarishlarining hujayra sensori sifatidagi rolini asoslaydi. Xloroplastlarning signalizatsiya funktsiyasi fotosintezni o'z ichiga oladi, lekin tizimli signallar va o'simliklarning stress reaktsiyalari va rivojlanish o'zgarishlariga vositachilik qiluvchi fitohormonlar ishlab chiqarishga taalluqlidir. ROS va boshqa redoks-aktiv mediatorlarni ishlab chiqarish xloroplastlarning signalizatsiya funktsiyasining kalitidir. O'simlik hujayralarida redoksni sezish, signalizatsiya va tartibga solishning murakkab va ishlab chiqilgan mexanizmlari mavjud. O'simlik xujayralari oksidlanish-qaytarilish holati haqidagi ma'lumotni his qilish va uzatish uchun foydalanadigan eng yaxshi tavsiflangan va keng tarqalgan mexanizmlardan biri tioredoksinlar (Trx) deb ataladigan kichik oqsillarni o'z ichiga oladi. Xloroplastlarning Trx tizimi CO dagi fermentlarning faoliyatini muvofiqlashtiradi2 assimilyatsiya (Kalvin-Benson sikli). Fotosintetik elektron tashish zanjiri tomonidan hosil bo'lgan NADPH oksidlanishi natijasida hosil bo'lgan Trx kamayishi bir qator Kalvin-Benson sikli fermentlarining redoksga sezgir sistein qoldiqlariga qaytaruvchi ekvivalentlarni o'tkazadi, ularning faqat qisqartirilgan shakllari faoldir. Shunday qilib, fotosintetik elektron tashish zanjiri yorug'likda CO 2 assimilyatsiyasini yoqishga va behuda aylanishlardan qochishga qodir. Rintamaki va uning hamkasblari tomonidan tiolga asoslangan oksidlanish-qaytarilish regulyatsiyasining roli haqida keng ma'lumot berilgan [ 18]] xloroplast biogenezini nazorat qilish, yorug'likni yig'ish va yorug'lik energiyasini fototizimlar o'rtasida taqsimlashni tartibga solish, shuningdek, o'simliklarning stress reaktsiyalari kabi funktsiyalarni qamrab oladi. Eng muhimi, ushbu maqola o'simliklardagi Trx tarkibini o'zgartirish orqali fotosintetik ko'rsatkichlarni yaxshilash istiqbollarini baholaydi. Foyer va hamkasblar [ 19 ] xloroplast va mitoxondriyal funktsiyalarning keng qo'llaniladigan inhibitorlarini qo'llash ildiz va barg hujayralarining redoks holatini qanday o'zgartirishini ko'rsatadi ( 2-rasm ). In vivo dan foydalanishredoks muxbiri roGFP2, bu mualliflar norflurazon, lincomycin, antimycin A va salitsilhidroksamik kislota kabi inhibitorlarning mavjudligi hujayra oksidlanishini kuchaytirishini ko'rsatadi. Ushbu ingibitorlarning barchasi sitozol va yadrolarning umumiy oksidlanishiga, shuningdek, yadro genining ifodalanishidagi o'zgarishlarga olib keldi.