CAM y C3 las plantas muestran CO contrastante2 Y O2 dinámica en los tejidos de las hojas, pero los detalles más finos nunca se habían estudiado debido a la falta de tecnología adecuada. Nuestro nuevo CO2 microsensor nos permitió abrir las puertas de una cámara secreta dentro de las hojas de dos CAM y C acuáticos sumergidos3 plantas. Nuestro estudio reveló oscilaciones inesperadas en CO2 a lo largo de un ciclo diel (24 horas).
CO2 los niveles en tejidos de plantas CAM solo se han estudiado previamente mediante muestreo discreto y destructivo de gases tisulares. La razón es que CO2 en plantas CAM (y también en C3 plantas) no se puede medir directamente, sino que se infiere a partir de la conductividad estomática. En las plantas CAM, los estomas suelen estar cerrados durante el día. Por lo tanto, no se puede utilizar la técnica que se basa en la conductividad estomática. Los investigadores se quedaron con la única opción para extraer gases de hojas voluminosas: utilización de un jeringuilla. Esta técnica, sin embargo, ofrece una resolución temporal pobre y también daña los tejidos.
Para abordar este problema, construimos un nuevo CO2 microsensor con un diámetro tan pequeño como el más delgado de los cabellos humanos. Arreglamos el diminuto CO2 Y O2 microsensores en un micromanipulador para colocar ambos sensores en la misma hoja, ya sea en la CAM o en la C3 planta. De esta forma, pudimos evaluar las oscilaciones diel de ambos gases simultáneamente.
C ª3 plantas2 dentro de las hojas aumentó a ~ 3.5 kPa (75 veces CO2 en el aire) durante la oscuridad. Para la planta CAM, CO2 estaba mayormente por debajo de 0.05 kPa debido al CO2 secuestro en malato. Al oscurecer, la planta CAM tuvo un pico inicial de CO2, que luego disminuyó a un estado estable durante varias horas. CO2 aumentó de nuevo hacia el final del período oscuro. A la luz, hoja CO2 en la C3 rechazado y O2 aumentó, mientras que tanto O2 y compañía2 aumentado en la CAM como CO2 fue producido a partir de malato!
Es probable que esta nueva herramienta en biología vegetal revele muchos más secretos de las plantas en los próximos años. Similar al uso de O2 microsensores para resolver dudas relacionado con planta aireación, despliegue del nuevo CO2 microsensor beneficiará la investigación en ecofisiología vegetal. Un campo que encuentro particularmente interesante para investigar más a fondo es qué sucede cuando el CO respiratorio2 se acumula en los tejidos vegetales. CO2 producido en la respiración celular durante la noche tiene el potencial de impulsar la fotosíntesis en las primeras horas del amanecer, como lo indican los picos tempranos en la mañana en O2 en arroz, así como en plantas de humedales naturales. La importancia cuantitativa de este CO2 fuente para la fotosíntesis ahora se puede estudiar usando el nuevo CO2 microsensor
Acerca del autor.
Ole Pedersen es profesor de ecofisiología vegetal experimental en la Universidad de Copenhague, Dinamarca. Ole también es adjunto en la Universidad de Australia Occidental y en la Universidad Atlántica de Florida. Además de la pregunta de investigación relacionada con la ecofisiología de los pastos marinos, las macroalgas y las plantas sumergidas de agua dulce, trabaja con la tolerancia a las inundaciones de las plantas de los humedales naturales para identificar características que pueden resultar útiles para incorporar en cultivos climáticamente inteligentes.
