InícioDestaqueVariação natural dentro de uma espécie para características subjacentes à fotossíntese C4

Variação natural dentro de uma espécie para características subjacentes à fotossíntese C4

Quase todas as plantas verdes, incluindo a maioria das plantas cultivadas, fixam o dióxido de carbono usando o chamado caminho C3. A via C3 é eficiente sob condições ideais, mas é muito menos em condições adversas, como a seca. Notavelmente, uma via fotossintética modificada, chamada de via C4, evoluiu ao longo do tempo.

As principais diferenças entre as plantas C3 e C4 envolvem não apenas modificações bioquímicas e de biologia celular, mas também a morfologia das folhas, incluindo o espaçamento das vias e a formação de bainhas (denominadas anatomia de Kranz).

Embora nossa compreensão dos mecanismos regulatórios subjacentes ao metabolismo de C4 esteja crescendo, ainda existe uma lacuna significativa em ferramentas para expandir nossa compreensão da regulação por trás da anatomia de Kranz e do ciclo bioquímico de C4.

Uma maior compreensão poderia abrir um caminho para a engenhosidade da fotossíntese C4 em cultivos C3 poderia aumentar substancialmente seu rendimento. A genética avançada forneceu informações limitadas sobre a base mecanicista dessas propriedades, e não houve relatos de variação quantitativa intra-específica significativa dos atributos C4 que permitiriam o mapeamento de características.

Pesquisas mostram que os acessos da espécie C4 Gynandropsis gynandra (uma cultura com folhas verdes) coletados de locais em toda a África e Ásia exibem variação natural nas principais características da fotossíntese C4.

Os traços variáveis ​​incluem o tamanho da bainha do feixe e densidade de vias, parâmetros de troca de gases e discriminação de isótopos de carbono associados ao estado C4. A abundância de transcritos que codificam enzimas centrais do ciclo C4 também mostrou variação significativa.

Os traços relativos ao uso da água apresentaram maior variação quantitativa do que aqueles associados à assimilação de carbono. Propomos que a variação nessas características provavelmente adaptou o sistema hidráulico para aumentar a eficiência do uso da água, em vez de melhorar a fixação de carbono, indicando que a pressão de seleção pode impulsionar a diversidade de C4 em G. gynandra modificando o uso da água em vez da fotossíntese.

Os acessos analisados ​​podem ser facilmente cruzados e produzir descendentes férteis. Nossas descobertas, portanto, indicam que a variação natural dentro desta espécie C4 é suficientemente grande para permitir o mapeamento genético de características e reguladores chave C4.



Fonte: Adaptado de Universidade de Wageningen, pesquisa sob coordenação do prof.dr. ME (Eric) Schranz.

Foto de capa: Universidade de Wageningen

Tradução: Equipe Mais Soja

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