BÀI THUYẾT TRÌNH NHỮNG VẤN ĐỀ SINH HỌC THỰC VẬT MỚI CÔNG BÔ CHỦ ĐÊ SỰ THAY ĐỔI ĐÁP ỨNG ĐỒNG HÓA CARBON TRONG QUANG HỢP KHI THIẾU ALTERNATIVE OXIDASE AOX1A VỚI SỰ GIA TĂNG NỒNG ĐỘ CO Ở CÂY ARABIDOPSIS THALIANA CBGD: PGS TS Bùi Trang Việt HVTH: Lê Trọng Lư NỘI DUNG Đặt vấn đê Giới thiệu chung Nội dung kết thí nghiệm Kết luận Đặt vấn đê - Ở thực vật bậc cao, mối quan hệ lục lạp ti thể chứng minh, có đường AOX (alternative terminal oxidase) - Sự biểu gen AOX đáp ứng với stress ánh sáng nhiệt độ đối với quang hợp nghiên cứu kỹ lưỡng Nhưng vai trò của AOX việc trì biến dưỡng carbon quang hợp đối với stress nồng độ cao CO2 vẫn chưa biết rõ Mục đích thí nghiệm Chứng minh đường AOX (alternative terminal oxidase) ti thể có ảnh hưởng lên quá trình quang hợp lục lạp 2 Giới thiệu chung 2.1 Sự làm diệu quang hóa khơng quang hóa Jenneifer R DeEll and Peter M.A Toivonen (2003) Practical applications of chollorophyll fluorescence in plant biology Kluwer Akademic publishers 2.2 Protein AOX chuỗi chuyên điện tử ti thể - Ở Arabidopsis thaliana protein AOX mã hóa bỡi gen: AOX1a – d AOX2 - Gen AOX1 biểu điều kiện stress mạnh, AOX2 thì không biểu điều kiện stress mà biểu suốt quá trình phát triển của hạt AOX chuỗi chuyền điện tử của ti thể (non-phosphorylating Alternative pathway) Agepati S Raghavendra and Kollipara Padmasree (2003) Beneficial interactions of mitochondrial metabolism with photosynthetic carbon assimilation TREND in plant Science 8, 546-553 Nội dung kết thí nghiệm - Sử dụng Arabidopsis thaliana mang đột biến aox1a dạng hoang dại Col-0 từ hạt - Theo dõi các tiêu về: + Tỉ lệ đồng hóa carbon, + Nồng đợ các chất chuyển hóa lá + Hoạt đợng chuyển hóa Malate - OAA Kết thí nghiệm 3.1 Đồng hóa carbon hiệu śt quang hóa Hình Sự đáp ứng tỷ lệ đồng hóa CO2 thực (A) (Net CO2 assimilation rate) với nồng độ CO2 gian bào (Ci) Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 Bảng Đợ dẫn khí (gs) nồng đợ CO2 cao (1860 µbar), tỉ lệ carboxyl hóa tối đa (Vcmax), tỉ lệ vận chuyển electron tối đa (Jmax), điểm bù CO2 Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 Hình Hiệu suất lượng tử PSII (ΦPSII), sự làm diệu khơng quang hóa (NPQ) Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 Hình Tỉ lệ sự tái tạo RuBP, tỉ lệ carboxyl hóa của Rubisco (V c) Đo lá A thaliana của dạng hoang dại (WT) dạng aox1a điều kiện 25 C and 184 mbar pO2 Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 3.2 Nồng độ chất chuyển hóa nồng độ CO cao Hình Định lượng các chất đồng hóa lá A thaliana của dạng hoang dại (WT) dạng aox1a thu điều kiện 1860 mbar CO 2, 25 C and 184 mbar pO2 Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 3.3 Sự hoạt động Malate (Mal) - OAA shuttle điêu kiện nồng độ CO cao Bảng Sự hoạt động của NADH (mmol –1 cm –2 –1 –2 ) NADPH (nmol cm ) malate dehydrogenase dạng WT aox1a A thaliana thu thập at 1,860mbar CO2, 25 C and 184 mbar pO2 Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol 53(9): 1627–1637 Sự liên hệ ti thể lục lạp thông qua chuyển đổi (shuttle) Mal - OAA Sơ đồ sự vận chuyển đương lượng khử từ lục lạp đường malate/oxaloacetate shuttle sự tiêu hủy (dissipation) bỡi alternative oxidase Keisuke Yoshida, Ichiro Terashima and Ko Noguchit al 2007 Up-Regulation of Mitochondrial Alternative Oxidase - concomitant with Chloroplast Over-Reduction by Excess Light Plant Cell Physiol.48(4): 606–614 Kết Luận - Con đường AOX (alternative terminal oxidase) ti thể có ảnh hưởng lên quá trình quang hợp diễn lục lạp - AOX tham gia vào việc trì sự tối ưu việc đồng hóa carbon quang hợp điều kiện nồng độ CO2 cao - Thiếu AOX, thiếu “nơi luân chuyển” (alternative sink) để loại bỏ chất khử dư thừa nguyên nhân dẫn đến sự giới hạn ATP sự hoạt động của chu trình Calvin sự tái tạo RuBP - AOX1a thì quan trọng việc trì tỉ lệ NADPH/ATP lục lạp sự đáp ứng của quang hợp tăng nồng độ CO2 Tài liệu tham khảo Anthony Gandin, Claire Duffes, David A Day and Asaph B (2012) CousinsThe Absence of Alternative Oxidase AOX1A Results in Altered Response of Photosynthetic Carbon Assimilation to Increasing CO2 in Arabidopsis thaliana Plant Cell Physiol.53(9): 1627–1637 Keisuke Yoshida, Ichiro Terashima and Ko Noguchi (2007) Up-Regulation of Mitochondrial Alternative Oxidase Concomitant with Chloroplast Over-Reduction by Excess Light Plant Cell Physiol.48(4): 606–614 Keisuke Yoshida, Ichiro Terashima and Ko Noguchi (2006) Distinct Roles of the Cytochrome Pathway and Alternative Oxidase in Leaf Photosynthesis Plant Cell Physiol 47(1): 22–31 Agepati S Raghavendra and Kollipara Padmasree (2003) Beneficial interactions of mitochondrial metabolism with photosynthetic carbon assimilation TRENDS in Plant Science Vol.8 No.11 Izabela M Juszczuk and Anna M Rychter (2003) Alternative oxidase in higher plants Acta biochimica Polonica, 50(4), 1257–71 Xin chân thành cảm ơn ! ... (alternative terminal oxidase) ti thể có ảnh hưởng lên quá trình quang hợp diễn lục lạp - AOX tham gia vào việc trì sự tối ưu việc đồng hóa carbon quang hợp điều kiện nồng độ CO2 cao - Thiếu. .. hóa carbon hiệu śt quang hóa Hình Sự đáp ứng tỷ lệ đồng hóa CO2 thực (A) (Net CO2 assimilation rate) với nồng độ CO2 gian bào (Ci) Anthony Gandin et al (2012), The Absence of Alternative Oxidase. .. vấn đê - Ở thực vật bậc cao, mối quan hệ lục lạp ti thể chứng minh, có đường AOX (alternative terminal oxidase) - Sự biểu gen AOX đáp ứng với stress ánh sáng nhiệt độ đối với quang hợp