Cập nhật nguồn – nhận phân vùng carbon cà chua Sự tăng trưởng thực vật chuyển hóa carbon có liên quan chặt chẽ carbohydrate dạng sucrose tạo quang hợp, nguồn cung cấp khối cấu trúc lượng cho sản xuất trì sinh khối Quy định phân vùng carbon mô nguồn – nhận quan trọng có ảnh hưởng lớn tăng trưởng phát triển Các quy định phân vùng carbon toàn thực vật liên kết trực tiếp đến đường tế bào vận chuyển đồng hóa, trao đổi chất phân bổ loại đường, chủ yếu đường sucrose hexoses nguồn lá, quan nhận rễ trái Bằng cách sử dụng cà chua kiểu mẫu, tài liệu xem xét thảo luận hiểu biết tương tác nguồn – nhận từ phân tử đến sinh lý tập trung vào điều chỉnh tăng trưởng phát triển hai sinh dưỡng quan sinh sản Nó thảo luận tác động điều kiện môi trường trì cân từ việc giải mối liên hệ sinh lý khía cạnh sinh thái phát triển GIỚI THIỆU Các phân vùng phân bố carbon (C) quan hệ thiết để tăng trưởng việc xuất carbohydrate từ việc quang hợp cung cấp chất cho tăng trưởng trì mô không quang hợp Thông qua quang hợp hiệu cao chuyển đổi CO2 thành 3-phosphoglyceric axit glyceraldehyde-3-phosphate dẫn đến sinh tổng hợp loại đường terpenoid axit béo carbon cố định chuyển đổi thành phân tử dự trữ, chia nhỏ sau thời gian để cung cấp ATP cho tế bào, giảm lượng, xương carbon, có hỗ trợ số chức sinh lý bao gồm tăng trưởng Carbohydrates sucrose cung cấp nguồn lượng khối cấu trúc để sản xuất trì sinh khối Sự tích lũy sinh khối chức ổn định ánh sáng bị chặn chuyển đổi mái che (vòm) CO2 thành chất khô qua quang hợp, minh họa phụ thuộc tốc độ tăng trưởng thực vật việc cố định C Các mô “nguồ” hoạt đọng quang hợp trưởng thành, xuất C cố định, chủ yếu dạng sucrose đến mô “nhận” không quang hợp trái quan sinh sản, củ, mô phân sinh, rễ (Koch, 2004) Trong suốt vòng đời nó, thực vật điển hình trải qua thay đổi đáng kể động thái chuyển đổi carbon chuyển hóa hai nguồn quan mức độ cạnh tranh sink khác cho bể carbohydrat chung có sẵn Những thay đổi hoạt động nguồn nhận biết gây mô hình chu kỳ tăng trưởng (bừng sản xuất; Gary et al, 1993; Valentin et al, 1998; Gautier et al, 2001; Bertin et al, 2003) Vườn thương mại cam quýt táo cắt tỉa suốt chu kỳ tăng trưởng chúng để kiểm soát phát triển trì cân mong muốn phân vùng đồng hóa quan nguồn nhận Tuy nhiên, động lực nguồn-nhận thay đổi qua phát triển nghĩa giới hạn loài trồng với số báo cáo chứng minh hành vi loài canh tác (Graf et al, 2010; Pyl et al, 2012; Sulpice et al, 2014) Để hiểu đầy đủ mối quan hệ phân vùng đồng hóa tăng trưởng, cần phải xem xét ba bước quan trọng, (1) sản xuất chất đồng hóa (công suất nguồn), (2) vận chuyển chất đồng hóa , (3) sử dụng chất đồng hóa quan nhận(Hình 1) Đánh giá ngắn gọn nhấn mạnh vai trò vận chuyển carbohydrate chuyển hóa tăng trưởng thực vật thay đổi suất nông học Đối với mục đích này, tập trung vào phát triển gần cà chua, mà loại vườn quan trọng mô hình cho nghiên cứu tương tác nguồn – nhận cạnh tranh PHÂN VÙNG CARBOHYDRATE TRONG MÔ NGUỒN Các hoạt động quang hợp mô nguồn xác định hoạt động enzym khác chu trình Calvin-Benson, chia thành ba giai đoạn Trong giai đoạn (sự cố định carbon), CO2 ngưng tụ với đường carbon ribulose bisphosphate Phản ứng xúc tác ribulose carboxylase 1,5-bisphosphate (Rubisco) tạo hai phân tử 3-phosphoglycerate (3-PGA) Trong giai đoạn (giảm), 3-PGA chuyển thành glyceraldehyde 3-phosphate, tiền thân sucrose carbon Trong giai đoạn (tái sinh), bisphosphate ribulose tái sinh để kết hợp CO2 để bắt đầu chu kỳ Để huy động lại phosphate vô kết hợp sản phẩm quang hợp, đồng hóa chuyển đổi, để sucrose bào tương, tinh bột thời, tổng hợp plastid thoái hóa thành glucose maltose vào ban đêm Tinh bột xem sản phẩm tràn synthetized tỷ lệ cố định CO2 vượt tỷ lệ tổng hợp sucrose ức chế tổng hợp sucrose qua tín hiệu chất chuyển hóa fructose-2,6-bisphosphate dẫn đến tích tụ chất trung gian phosphoryl hóa giảm phosphate vô (Pi) lục lạp, dẫn đến kích hoạt ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase) tăng glycerate- 3-phosphate: tỷ lệ Pi (MacRae Lunn, 2006) Nghiên cứu gần loạt đột biến làm đất trồng trọt với thay đổi nhỏ hoạt động AGPase chứng minh AGPase lại kiểm soát đường tổng hợp tinh bột (Hädrich et al., 2011) Hơn nữa, đường trehalose-6phosphate (Tre6P) đề xuất để hoạt động trung gian sucrose AGPase (Kolbe et al., 2005), mà cung cấp tuyến đường theo tích lũy tinh bột liên kết với sucrose và, có thể, tình trạng nhà máy carbon (Smeekens et al, 2010; Stitt et al, 2010)