Crassulacean-Säurestoffwechsel (CAM) ist ein Kohlenstofffixierungsweg, der sich in einigen Pflanzen als Anpassung an trockene Bedingungen entwickelt hat. In einer Pflanze mit vollständiger CAM bleiben die Stomata in den Blättern tagsüber geschlossen, um die Evapotranspiration zu reduzieren, aber nachts geöffnet, um Kohlendioxid (CO2) zu sammeln. Das CO2 wird als Malat mit vier Kohlenstoffatomen gespeichert und dann tagsüber für die Photosynthese verwendet. Cleveres Zeug.
C4-Kohlenstofffixierung ist einer von drei biochemischen Mechanismen, zusammen mit C3 und CAM-Photosynthese, die bei der Kohlenstofffixierung verwendet wird. Es ist nach dem 4-Kohlenstoff-Molekül benannt, das im ersten Produkt der Kohlenstofffixierung in der kleinen Untergruppe von Pflanzen, die als C4-Pflanzen bekannt sind, vorhanden ist, im Gegensatz zu den 3-Kohlenstoff-Molekülprodukten in C3-Pflanzen. Pflanzen nutzen CAM in unterschiedlichem Maße. Einige sind „Pflicht-CAM-Pflanzen“, dh sie verwenden nur CAM in der Photosynthese, obwohl sie in der Menge an CO2, die sie als organische Säuren speichern können, unterschiedlich sind. Andere Pflanzen zeigen „induzierbare CAM“, bei der sie je nach Umgebungsbedingungen zwischen der Verwendung des C3- oder C4-Mechanismus und CAM wechseln können. Eine andere Gruppe von Pflanzen verwendet das „CAM-Cycling“, bei dem sich ihre Spaltöffnungen nachts nicht öffnen; Die Pflanzen recyceln stattdessen CO2, das durch die Atmung entsteht, und speichern tagsüber etwas CO2.
In der Gattung Euphorbie, wird eine Vielzahl von Kohlenstofffixierungspfaden verwendet. Ein neues Papier rein AoB PLANTS untersucht Euphorbia milii und demonstriert, dass diese Art als CAM-zyklierende Art betrachtet werden kann, die in erster Linie an der Wassererhaltung und nicht an der Kohlenstoffaufnahme interessiert ist. Das mögliche Auftreten von C2-Photosynthese verdient Forschung.
Crassulacean-Säurestoffwechsel-Zyklus in Euphorbia milii. AoB PLANTS (2013) 5: plt014 doi: 10.1093/aobpla/plt014
Crassulacean-Säurestoffwechsel (CAM) tritt bei vielen auf Euphorbiaceae, insbesondere Euphorbie, eine Gattung mit C3- und C4-Arten. Mit dem Ziel, zu unserem Wissen über die Evolution von CAM in dieser Gattung beizutragen, untersuchte diese Studie das mögliche Vorkommen von CAM in Euphorbia milii, eine Art mit Blattsukkulenz und Trockenheitstoleranz, die auf diesen Kohlenstofffixierungsweg hindeutet. Die Blattanatomie bestand aus einem Palisadenparenchym, einem Schwammparenchym und einer Bündelscheide mit Chloroplasten, was auf die mögliche Funktion der C2-Photosynthese hinweist. In Pflanzen von wurde kein Hinweis auf eine nächtliche CO2-Fixierung gefunden E. mili entweder bewässert oder unter Dürre; bewässerte Pflanzen hatten eine niedrige nächtliche Atmungsrate (Beleg). Nach 12 Tagen ohne Bewässerung sank die Photosyntheserate (PN) um 85 % und der nächtliche R war nahezu null. Die nächtliche H+-Akkumulation (ΔH+) in bewässerten Pflanzen betrug 18 ± 2 (entspricht Malat) bzw. 18 ± 4 (Citrat) μmol H+ (g Frischmasse)−1. Das respiratorische CO2-Recycling durch Säuresynthese trug zu einer nächtlichen Wassereinsparung von 2 bzw. 86 % in bewässerten Pflanzen und Pflanzen unter Dürre bei. Die Kohlenstoffisotopenzusammensetzung (δ13C) betrug –25.2 ± 0.7 ‰ in Blättern und –24.7 ± 0.1 ‰ in Stängeln. Es wurden Hinweise auf den Betrieb von schwacher CAM in E. milii gefunden, mit statistisch signifikantem ΔH+, keiner nächtlichen CO2-Aufnahme und Werten von δ13C, die zwischen C3- und konstitutiven CAM-Pflanzen liegen; ΔH+ war offensichtlich sowohl Malat als auch Citrat zuzuschreiben. Die Ergebnisse legen nahe, dass die tägliche Malatakkumulation aus der Wiederverwertung eines Teils des nächtlichen respiratorischen CO2 resultiert, was hilft, das Auftreten eines Zwischenwerts von Blatt-δ13C zu erklären. Euphorbia milii kann als CAM-cycling-Spezies betrachtet werden. Die Bedeutung der Funktionsweise des CAM-Radfahrens in E. mili liegt eher in der Wassereinsparung als in der Kohlenstoffaufnahme. Das mögliche Auftreten von C2-Photosynthese verdient Forschung.
