Поддержание дыхания
Поддерживающее дыхание (или поддерживающая энергия ) относится к обмену веществ, происходящему в организме и необходимому для поддержания этого организма в здоровом, живом состоянии. Поддерживающее дыхание контрастирует с дыханием роста , которое отвечает за синтез новых структур в процессе роста, поглощение питательных веществ, уменьшение азота (N) и загрузку флоэмы, тогда как поддерживающее дыхание связано с обновлением белков и мембран, а также поддержанием концентраций и градиентов ионов. [1]
В растениях
[ редактировать ]Поддерживающее дыхание у растений относится к объему клеточного дыхания , измеряемому по выделившемуся углекислому газу (CO 2 ) или потребленному кислороду (O 2 ) во время генерации полезной энергии (в основном АТФ , НАДФН и НАДН ) и метаболических промежуточных продуктов, используемых для (i) ресинтез соединений, которые подвергаются обновлению (обмену) в нормальном процессе метаболизма (примерами являются ферментативные белки , рибонуклеиновые кислоты и мембранные липиды); (ii) поддержание химических градиентов ионов и метаболитов через клеточные мембраны , которые необходимы для целостности клеток и здоровья растений; и (iii) действие метаболических процессов, участвующих в физиологической адаптации (т.е. акклиматизации ) к изменению окружающей среды растения. [2] [3] [4] Метаболические затраты на восстановление повреждений, вызванных биотическим или абиотическим стрессом, также можно рассматривать как часть поддерживающего дыхания. [2]
Поддержание дыхания необходимо для биологического здоровья и роста растений. Подсчитано, что около половины дыхания, выполняемого наземными растениями в течение жизни, приходится на поддержание процессов поддержания жизнедеятельности. [5] Поскольку обычно более половины глобального фотосинтеза наземных растений (или валовой первичной продукции ) используется для дыхания растений, [4] предположительно, более четверти глобального фотосинтеза наземных растений расходуется на поддержание дыхания.
Поддерживающее дыхание является ключевым компонентом большинства физиологически обоснованных математических моделей роста растений, включая модели роста и урожайности сельскохозяйственных культур, а также модели первичной продукции экосистемы и углеродного баланса. [6] [7] [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лётшер, Маркус; Клампп, Катя; Шнайдер, Ганс (2004). «Дыхание для роста и поддержания отдельных растений в иерархически структурированных пологах Medicago sativa и Helianthus annuus: вклад нынешних и старых ассимилятов» . Новый фитолог . 164 (2): 305–316. дои : 10.1111/j.1469-8137.2004.01170.x . ISSN 1469-8137 . ПМИД 33873559 .
- ^ Jump up to: а б Пеннинг де Врис FWT (1975). «Стоимость процессов поддержания в растительных клетках», Annals of Botany , 39:77-92.
- ^ Ламберс Х., Санявский Р.К., де Виссер Р. (1983). «Дыхание для роста, поддержания и поглощения ионов. Оценка концепций, методов, ценностей и их значения», Physiologia Plantarum , 58:556-563.
- ^ Jump up to: а б Амтор Дж.С. (2000). «Парадигмы дыхания МакКри – де Вита – Пеннинга де Вриса – Торнли: 30 лет спустя», Annals of Botany , 86:1–20.
- ^ Амтор Дж.С. (1989). Дыхание и продуктивность сельскохозяйственных культур , Springer-Verlag.
- ^ Canell MGR, Thornley JHM (2000) «Моделирование компонентов дыхания растений: некоторые руководящие принципы». Анналы ботаники 85:45-54.
- ^ Амтор Дж.С. и еще 12 (2001). «Обмен CO 2 в бореальных лесах и эвапотранспирация, предсказанные девятью моделями экосистемных процессов: межмодельные сравнения и взаимосвязь с полевыми измерениями». Журнал геофизических исследований 106:33623–33648.
- ^ Торнли JHM, Франция J (2007). Математические модели в сельском хозяйстве , CABI, Уоллингфорд, Великобритания.
- Торнли Дж.Х.М. (1970). «Дыхание, рост и поддержание растений», Nature , 35:721-728.
- Пирт С.Дж. (1965) «Энергия поддержания бактерий в растущих культурах». Труды Лондонского королевского общества, серия B 163:224-231.