生长& Development

看看一个不寻常的淡水水生的叶子解剖学

该植物具有独特的布置,用于在没有典型的C4解剖学的情况下进行C4光合作用。

从陆地祖先演变的淡水植物,由于低于叶片的二氧化碳扩散的低速率,将水作为潜在的碳短缺交换为潜在的碳短缺。采用这种限制的适应性包括薄纱,缺乏气孔和子气孔空间,表皮细胞中的叶绿体。一些淡水植物还具有多种二氧化碳浓缩机制(CCMS),包括碳酸氢盐(用于约50%),凸轮(约8%)和C.4 (约4%)。对于具有多个CCM的植物,可以通过凸轮或C的二氧化碳浓度的变化引起来自一个到另一个的植物。4 kicking in when CO2 低。然而,留下的解剖学变化是为了回应在不同的CO中生长而受到响应2 从未研究过浓度。

图像: Vengolis / Wikipedia

在最近发表的文章中 植物学,沉娟汉和同事研究过 淡水植物的叶子解剖学 奥特利亚Alismoides.。这种植物是独一无二的,因为它是具有三种不同CCM的唯一已知的物种,因此可能预期具有不寻常的叶子解剖学。作者使用了光和透射电子显微镜,研究了成熟之间的差异 O. Alismoides. 已经在高或低的CO中种植的叶子2 concentrations.

在非限制性公司2 水平,研究人员发现植物使用C4 光合作用,在低CO2 ,C 4 和凸轮被使用。通常与C4光合作用相关的Kranz解剖学,用作CO2 叶片中不存在浓度部位,其由表皮和叶片细胞组成,含有叶绿体,以及大的空气空间。表皮细胞的叶绿体的数量高于叶肉细胞。表皮中叶绿体的存在是一种在陆地上的心血管物种中罕见的布置,但在水上常见。在结构上,叶子在不同的CO中相似2 浓度,但在较高的浓度下,表皮层的厚度,叶片和内部空气空间较高。

O. Alismoides的叶片细胞具有高淀粉含量,表明细胞是由脱羧产生的光合作用的高速率的部位,或者它们用于淀粉储存。在低CO中生长的叶片中叶片叶绿体中分组的大量线粒体的发现2但是,指向前者。 “在这种双细胞模型中,O. Alismoides表皮细胞将执行陆地C的功能4 通过产生C蛋白蛋白细胞4 产物和o.Alismoides叶肉细胞将执行陆地c的功能4 捆绑鞘细胞在脱羧中c4 产品,“作者解释说。该模型允许c4 没有克兰兹解剖学的光合作用。

“然而,如果O. Alismoides具有双细胞C,则需要进一步研究。4 与代表脱羧位点的叶片细胞。正在进行工作来通过在表皮和培养细胞中定位关键的光合酶来测试这一点。“