Plantekongres 2008 Herning 9 januar 2008 Mindsket respiration

Plantekongres 2008 Herning 9. januar 2008 Mindsket respiration – En vej til formindsket tab af udbytte? Forskningschef Ian Max Møller Institut for Genetik og Bioteknologi, DJF, AU AARHUS UNIVERSITET Faculty of Agricultural Sciences

Dyr ånder (respirerer) Respiration CO 2 + H 2 O + kemisk energi (ATP) mitokondrier Kulhydrater Proteiner Lipider + O 2

Planter har fotosyntese Fotosyntese CO 2 + H 2 O + lys kloroplaster Kulhydrater Proteiner Lipider + O 2

Men planter respirerer også Fotosyntese Respiration CO 2 + H 2 O + lys CO 2 + H 2 O + kemisk energi (ATP) kloroplaster mitokondrier Kulhydrater Proteiner Lipider + O 2

Planter respirerer i mørke Ikke-grønne dele Fotosyntese - nej respiration - ja Grønne dele Fotosyntese - nej respiration - ja

Men planter respirerer også i lys I mørke Ikke-grønne dele Fotosyntese - nej Respiration - ja Grønne dele Fotosyntese - nej Respiration - ja Ikke-grønne dele Fotosyntese - nej Respiration - ja Grønne dele Fotosyntese - ja Respiration - ja

Planternes respiration er en vigtig faktor for nettoprodutionen C gevinst C tab fotosyntese respiration

Respiration leder til tab af kulhydrat dannet i fotosyntesen § Respirationen forbruger 30 -60% af det kulhydrat, som dannes af fotosyntesen § Planterespiration er derfor vigtig for afgrøders produktivitet § Planterespiration er derfor også vigtig for økosystemets (klodens) CO 2 balance

Planterespirationens effekt. En simulering af akkumuleret ændring i kulstof bundet i den globale terrestriske biosfære ved at antage forskellige temperatur-følsomheder for bladrespiration.

Planters respiration er energisløsende § Planters respiration ligner dyrenes respiration på det biokemiske niveau § Men planters respiration indeholder en række energi-sløsende enzymer § I dyremitokondrier dannes der 30 ATP molekyler (cellernes energivaluta) ved nedbrydning af 1 molekyle glukose til CO 2 § I plantemitokondrier er ATP-udbyttet lavere, og det kan være i nærheden af nul i visse ekstreme tilfælde

Når ingen ATP produceres, frigives energien som varme Meget høj aktivitet af energi-sløsende enzymer (specielt alternativ oxidase) from Mauseth 1998

Energi-sløsende enzymer i planternes respiration – Det ved vi - I § Der er i alt 6 energisløsende enzymer som kodes af i alt 15 gener (i Arabidopsis) § I de fleste tilfælde kodes det samme enzym af flere gener § Kun for ét af enzymerne – alternativ oxidase – kan vi måle enzymets bidrag til den intakte plantes respiration

Energi-sløsende enzymer i planternes respiration – Det ved vi - II § Alternativ oxidases bidrag til planters respiration varierer meget afhængig af art, væv, alder og dyrkningsforhold § Alternativ oxidase bidrager mere ved høje temperaturer § Alternativ oxidase bidrager mere ved tørkestres § Alternativ oxidases rolle er måske at hjælpe planten med at tilpasse sig til ændrede forhold

Åbent spørgsmål – Kan vi gøre planters respiration mere effektiv? Også uden at forringe planternes tilpasningsevne? § Slå gener, som koder for energisløsende enzymer, ud et af gangen og derefter i kombination § Studér de muterede planter § Under ideelle betingelser og under forskellige former for stress (lav/høj temperatur, tørkestress, etc) § I markforsøg § Dette projekt er Professor Allan Rasmusson, Lunds Universitet i gang med