Plant Respiration: From Cell to Ecosystem

تنفس در گیاهان، مانند همه موجودات زنده، برای تامین انرژی متابولیک و اسکلت کربن برای رشد و نگهداری ضروری است. به این ترتیب، تنفس یک جزء ضروری از بودجه کربن یک گیاه است. بسته به گونه ها و شرایط محیطی، 25 تا 75 درصد از کل کربوهیدرات های تولید شده در فتوسنتز را مصرف می کند - حتی بیشتر با سرعت رشد بسیار آهسته. تنفس در گیاهان نیز می تواند به گونه ای انجام شود که نه انرژی متابولیک و نه اسکلت کربن، بلکه گرما تولید کند. این نوع تنفس شامل اکسیداز جایگزین و مقاوم به سیانید است. این گیاه منحصر به فرد است و در میتوکندری ها قرار دارد. فعالیت این مسیر جایگزین را می توان بر اساس تفاوت در تقسیم ایزوتوپ های اکسیژن بین سیتوکروم و اکسیداز جایگزین اندازه گیری کرد. تولید گرما در برخی از گل ها برای جذب گرده افشان ها مهم است. با این حال، اکسیداز جایگزین نیز نقش عمده ای در برگ و ریشه اکثر گیاهان دارد. یک موضوع مشترک در سراسر این جلد، پیوند دادن تنفس، از جمله فعالیت اکسیداز جایگزین، به عملکرد گیاه در محیط‌های مختلف است.

Respiration in plants, as in all living organisms, is essential to provide metabolic energy and carbon skeletons for growth and maintenance. As such, respiration is an essential component of a plant’s carbon budget. Depending on species and environmental conditions, it consumes 25-75% of all the carbohydrates produced in photosynthesis – even more at extremely slow growth rates. Respiration in plants can also proceed in a manner that produces neither metabolic energy nor carbon skeletons, but heat. This type of respiration involves the cyanide-resistant, alternative oxidase; it is unique to plants, and resides in the mitochondria. The activity of this alternative pathway can be measured based on a difference in fractionation of oxygen isotopes between the cytochrome and the alternative oxidase. Heat production is important in some flowers to attract pollinators; however, the alternative oxidase also plays a major role in leaves and roots of most plants. A common thread throughout this volume is to link respiration, including alternative oxidase activity, to plant functioning in different environments.