Desarrollo de un modelo modificado de Farquhar-von Caemmerer-Berry que describe el fotodaño del transporte electrónico fotosintético en plantas C bajo diferentes temperaturas
Autores: Ratnitsyna, Daria; Yudina, Lyubov; Sukhova, Ekaterina; Sukhov, Vladimir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Desarrollo de un modelo modificado de Farquhar-von Caemmerer-Berry que describe el fotodaño del transporte electrónico fotosintético en plantas C bajo diferentes temperaturas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Fotodaño
Transporte de electrones fotosintéticos
Estresores
Modelos matemáticos
Modelo de Farquhar-von Caemmerer-Berry
Temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El fotodaño del transporte electrónico fotosintético es un mecanismo clave de interrupción de la fotosíntesis en las plantas bajo la acción de estresores. Esto significa que la investigación del fotodaño es una tarea importante para investigaciones básicas y aplicadas. Sin embargo, sus complejos mecanismos restringen el uso de métodos experimentales de investigación para este proceso; el desarrollo de modelos matemáticos de fotodaño y el análisis basado en modelos pueden ser utilizados para superar estas restricciones. En el trabajo actual, desarrollamos el modelo modificado de Farquhar-von Caemmerer-Berry que describe el fotodaño del transporte electrónico fotosintético en plantas C. Este modelo fue parametrizado sobre la base de resultados experimentales (usando un ejemplo de plantas de guisante). El análisis del modelo mostró que la inactivación combinada del flujo electrónico lineal y Rubisco podría inducir tanto un aumento como una disminución del fotodaño en diferentes magnitudes de inactivación de estos procesos. La simulación del fotodaño bajo diferentes temperaturas e intensidades de luz mostró que las dependencias de temperatura simuladas podrían ser multifásicas; en particular, se podrían observar aumentos paradójicos en la tolerancia térmica del transporte electrónico fotosintético bajo altas temperaturas (37-42 grados C). Finalmente, se demostró que los cambios en los óptimos de temperatura del flujo electrónico lineal y Rubisco podrían modificar las dependencias de temperatura de la actividad final del transporte electrónico fotosintético bajo la inducción de fotodaño; sin embargo, estos cambios principalmente estimularon su fotodaño. Así, nuestro trabajo proporciona una nueva herramienta teórica para la investigación del fotodaño de los procesos fotosintéticos en plantas C y muestra que este fotodaño puede depender intrincadamente de los parámetros de cambios en las actividades del flujo electrónico lineal y Rubisco, incluidos los cambios inducidos por la temperatura.
Descripción
El fotodaño del transporte electrónico fotosintético es un mecanismo clave de interrupción de la fotosíntesis en las plantas bajo la acción de estresores. Esto significa que la investigación del fotodaño es una tarea importante para investigaciones básicas y aplicadas. Sin embargo, sus complejos mecanismos restringen el uso de métodos experimentales de investigación para este proceso; el desarrollo de modelos matemáticos de fotodaño y el análisis basado en modelos pueden ser utilizados para superar estas restricciones. En el trabajo actual, desarrollamos el modelo modificado de Farquhar-von Caemmerer-Berry que describe el fotodaño del transporte electrónico fotosintético en plantas C. Este modelo fue parametrizado sobre la base de resultados experimentales (usando un ejemplo de plantas de guisante). El análisis del modelo mostró que la inactivación combinada del flujo electrónico lineal y Rubisco podría inducir tanto un aumento como una disminución del fotodaño en diferentes magnitudes de inactivación de estos procesos. La simulación del fotodaño bajo diferentes temperaturas e intensidades de luz mostró que las dependencias de temperatura simuladas podrían ser multifásicas; en particular, se podrían observar aumentos paradójicos en la tolerancia térmica del transporte electrónico fotosintético bajo altas temperaturas (37-42 grados C). Finalmente, se demostró que los cambios en los óptimos de temperatura del flujo electrónico lineal y Rubisco podrían modificar las dependencias de temperatura de la actividad final del transporte electrónico fotosintético bajo la inducción de fotodaño; sin embargo, estos cambios principalmente estimularon su fotodaño. Así, nuestro trabajo proporciona una nueva herramienta teórica para la investigación del fotodaño de los procesos fotosintéticos en plantas C y muestra que este fotodaño puede depender intrincadamente de los parámetros de cambios en las actividades del flujo electrónico lineal y Rubisco, incluidos los cambios inducidos por la temperatura.