Поддерживающее дыхание (или поддерживающая энергия ) относится к метаболизму, происходящему в организме, который необходим для поддержания этого организма в здоровом, живом состоянии. Поддерживающее дыхание контрастирует с дыханием роста, которое отвечает за синтез новых структур при росте, поглощение питательных веществ, уменьшение азота (N) и загрузку флоэмы, тогда как поддерживающее дыхание связано с обменом белков и мембран и поддержанием концентраций и градиентов ионов. [1]
В растениях
Поддерживающее дыхание у растений означает количество клеточного дыхания , измеряемое высвобожденным углекислым газом (CO 2 ) или потребленным кислородом (O 2 ) во время выработки полезной энергии (в основном АТФ , НАДФН и НАДН ) и промежуточных продуктов метаболизма, используемых для (i) ресинтез соединений, которые подвергаются обновлению ( обмену ) в нормальном процессе метаболизма (примерами являются ферментные 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) функционирование метаболических процессов, участвующих в физиологической адаптации (т. е. акклиматизации ) к изменениям окружающей среды растения. [2] [3] [4] Метаболические затраты на восстановление повреждений от биотического или абиотического стресса также можно рассматривать как часть поддерживающего дыхания. [2]
Поддерживающее дыхание необходимо для биологического здоровья и роста растений. Подсчитано, что около половины дыхания, выполняемого наземными растениями в течение их жизни, предназначено для поддержания процессов поддержания. [5] Поскольку обычно более половины глобального фотосинтеза наземных растений (или валовой первичной продукции ) используется для дыхания растений [4], более четверти глобального фотосинтеза наземных растений предположительно расходуется на поддерживающее дыхание.
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]
Рекомендации
- ^ Lötscher, Маркус; Клумпп, Катя; Шнайдер, Ганс (2004). «Рост и поддерживающее дыхание для отдельных растений в иерархически структурированных пологах Medicago sativa и Helianthus annuus: вклад текущих и старых ассимилятов» . Новый фитолог . 164 (2): 305–316. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01170.x . ISSN 1469-8137 .
- ^ а б Пеннинг де Фрис FWT (1975). «Стоимость процессов поддержания в растительных клетках», Annals of Botany , 39: 77-92.
- ^ Lambers H, Szaniawski RK, де Виссер R (1983). «Дыхание для роста, поддержания и поглощения ионов. Оценка концепций, методов, ценностей и их значения», Physiologia Plantarum , 58: 556-563.
- ^ a b Amthor JS (2000). «МакКри - де Вит - Пеннинг де Вриз - Парадигмы дыхания Торнли: 30 лет спустя», Annals of Botany , 86: 1-20.
- ^ Amthor JS (1989). Дыхание и урожайность , Springer-Verlag.
- ^ Canell MGR, Thornley JHM (2000) «Моделирование компонентов дыхания растений: некоторые руководящие принципы». Анналы ботаники 85: 45-54.
- ^ Amthor JS, и 12 других (2001). «ОбменCO 2 в бореальных лесахи суммарное испарение, прогнозируемое с помощью девяти моделей экосистемных процессов: межмодельные сравнения и взаимосвязь с полевыми измерениями». Журнал геофизических исследований 106: 33,623-33,648.
- ^ Thornley 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 SJ (1965) "Энергия поддержания бактерий в растущих культурах". Труды Лондонского королевского общества, серия B 163: 224-231.