시금치 잎에서 광합성의 온도 적응: 광합성 구성 요소 및 광합성 부분 반응의 온도 의존성 분석

초록 시금치(Spinacia oleracea) 식물은 낮/밤 온도 체계인 15/10 °C(LT) 또는 30/25 °C(HT)에서 자랐다. 식물은 또한 샘플 잎이 특정 발달 단계에 있을 때 HT에서 LT로 이동되었다(HL-이전). 완전히 성숙한 잎에서, 대기 CO₂ 농도(Ca)가 1500 µ L L −1 (A1500)일 때의 광포화 광합성 속도(A)와 낮은 Ci 영역에서 A와 세포내 CO₂ 농도(Ci)의 초기 기울기(IS)를 얻어 RuBP 재생과 카복실화의 능력을 평가했다. Rubisco와 사이토크롬 f(Cyt f)를 포함한 광합성 구성 요소도 결정되었다. Ca가 360 µ L L −1(A360), A1500 및 IS에서 HT 잎의 최적 온도는 각각 27, 36 및 24 °C였으며, LT 잎에서는 18, 30 및 18 °C였다. HL-전이 잎에서 최적 온도는 LT 잎의 온도에 가까워졌으며, LT에서의 지속 기간이 증가하면 그 차이가 더 커졌다. 최적 온도의 변화는 A1500보다 IS가 더 크고 빨랐다. HL-전이에 의해 A1500와 IS의 최대 값도 증가하였다. 최대 A1500 및 Cyt f 함량은 IS 및 Rubisco 함량보다 더 빠르게 증가하였다. Cyt f/Rubisco 비율의 변화는 A1500/IS 비율의 변화에 반영되었다. 종합하면, 시금치 잎의 저온에 대한 광합성 적응은 RuBP 재생과 카복실화의 절대 속도 균형의 변화뿐만 아니라 RuBP 카복실화의 최적 온도의 큰 변화 때문이었다.