Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Quá trình trao đổi axit crassulacean trong thực vật thủy sinh Isoetes howellii bị ngập nước theo mùa
Tóm tắt
Bằng chứng cho đến nay nhất quán với giả thuyết rằng Isoetes howellii Engelmann sống dưới nước có quá trình trao đổi axit crassulacean. Các nghiên cứu hấp thu 14C định lượng chỉ ra rằng sự đồng hóa CO2 cả trong ánh sáng và bóng tối đều phụ thuộc vào pH và nồng độ carbon vô cơ tổng. Cả trong ánh sáng lẫn bóng tối, tỷ lệ hấp thụ tối đa ở nồng độ 0,6 mM NaHCO3 gấp đôi so với tỷ lệ ở nồng độ 0,3 mM NaHCO3. Ở cả hai nồng độ carbon, có sự sụt giảm lớn trong tỷ lệ đồng hóa carbon giữa pH 6 và 8. Trong tự nhiên, pH nước và nồng độ carbon vô cơ dao động theo chu kỳ hàng ngày, do đó làm phức tạp việc xác định sự đóng góp của việc hấp thụ CO2 trong ánh sáng so với bóng tối vào tổng lượng carbon thu được. Vào những ngày nắng từ 0600 đến 1200 giờ, hóa chất trong nước thay đổi rõ rệt với mức giảm khoảng 40% tổng lượng carbon, tăng khoảng 2 đơn vị pH do sự cạn kiệt khoảng 100% CO2 tự do. Dưới những điều kiện như vậy, quá trình giảm độ axit trong lá Isoetes hoàn tất 88% vào buổi trưa. Ngược lại, vào những ngày nhiều mây, sự giảm lượng carbon trong nước chậm hơn nhiều, quá trình giảm độ axit chỉ hoàn tất 46% vào buổi trưa và mức axit malic đáng kể vẫn còn trong lá đến cuối ngày. Khi nổi lên, quá trình trao đổi axit crassulacean chủ yếu bị mất ở lá Isoetes. Các ước tính sơ bộ cho thấy rằng dưới các điều kiện ngập nước tự nhiên, tỷ lệ quang hợp vào buổi sáng sớm có thể cao hơn đáng kể so với tỷ lệ hấp thụ CO2 trong bóng tối, mặc dù tỷ lệ hấp thụ trong suốt phần lớn của ngày có thể thấp hơn đáng kể so với sự đồng hóa CO2 vào ban đêm.
Từ khóa
#Isoetes howellii #trao đổi axit crassulacean #CO2 #pH #môi trường thủy sinhTài liệu tham khảo
Allen ED, Spence DHN (1981) The differential ability of aquatic plants to utilize the inorganic carbon supply in fresh waters. New Phytol 87:269–283
APHA (1976) Standard methods for the examination of water and wastewater. 14th ed American Public Health Association, Washington, D.C.
Arnon DI (1949) Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol 24:1–15
Clark DD, Burk JH (1980) Resource allocation pattern of two California Sonoran desert ephemerals. Oecologia (Berlin) 46:86–91
Gutmann I, Wahlefeld AW (1974) L-Malate: Determination with malate dehydrogenase and NAD. In: Bermeyer HU (ed) Methods of enzymatic analysis. 4th Vol. Academic Press, NY pp 1585–1589
Hudson GJ, John PMV, Bailey BJ, Southgate DAT (1976) The automated determination of carbohydrate. Development of a method for available carbohydrates and its application to food-stuffs. J Sci Food Agric 27:681–687
Keeley JE (1981a) Isoetes howellii: A submerged aquatic CAM plant? Am J Bot 68:420–424
Keeley JE (1981b) Diurnal acid metabolism in vernal pool Isoetes. Madroño 28:167–171
Keeley JE (1982) Distribution of diurnal acid metabolism in the genus Isoetes. Am J Bot 69:254–457
Keeley JE (1983) Lack of diurnal acid metabolism in terrestrial Isoetes (Isoetaceae). Photosynthetica 17: (in press)
Keeley JE, Bowes G (1982) Gas exchange characteristics of the submerged aquatic crassulacean acid metabolism plant, Isoetes howellii. Plant Physiol 70:1455–1458
Keeley JE, Morton B, Babcock B, Castillo P, Fish B, Jerauld E, Johnson B, Landre L, Lum H, Miller C, Parker A, Van Steenwyk G (1981) Dark CO2 fixation and diurnal malic acid fluctuations in the submerged aquatic Isoetes storkii. Oecologia (Berlin) 48:332–333
Keeley JE, Walker CM, Mathews RP (1983) Crassulacean acid metabolism in Isoetes bolanderi in high elevation oligotrophic lakes. Oecologia (Berlin) 58:63–69
Kluge M, Ting IP (1978) Crassulacean acid metabolism. Springer-Verlag, Berlin
Kopecko KJP, Lathrop EW (1975) Vegetation zonation in a vernal marsh on the Santa Rosa Plateau of Riverside County, California. Aliso 8:281–288
Prins HBA, Helder RJ (1981) The microclimate of submerged leaves in relation to CO2 and HCO 3−2 assimilation. XIII International Botanical Congress, Sydney, Australia, 21–28 August 1981, Abstracts
Prins HBA, Snel JFH, Helder RJ, Zanstra PE (1980) Photosynthetic HCO 3−2 utilization and OH−2 excretion in aquatic angiosperms. Plant Physiol 66:818–822
Raven JA (1970) Exogenous inorganic carbon sources in plant photosynthesis. Biol Rev 45:167–221
Sestak Z, Catsky J, Jarvis PG (eds) (1971) Plant photosynthetic production. Manual of methods. W. Junk, The Hague
Sculthorpe CD (1967) The biology of aquatic vascular plants. E Arnold, London
Søndergaard M, Sand-Jensen K (1979) The delay in 14C fixation rates by three submerged macrophytes. A source of error in the 14C technique. Aquat Bot 6:111–119