Comme si la tâche d'expliquer les détails de la "normale" C₃ Cycle de Calvin de la photosynthèse (P/S) à nos étudiants n'est pas assez difficile, nous devons également les évaluer C₄ P / S  – avec sa séparation spatiale du CO initial₂ fixation en acides organiques dans les cellules du mésophylle et sa libération et sa refixation ultérieures via l'enzyme Rubisco (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase)  dans le cycle photosynthétique de Calvin bon dans faisceau de cellules de la gaineMalgré tous ces efforts, la nature a toujours besoin de faire mieux et de tout gâcher. Ainsi, la reconnaissance fin de millénaire d'une variante de ce C₄ P/S dans lequel le CO initial₂ fixation dans des acides à 4 carbones et sa libération et refixation ultérieures dans le cycle de Calvin de C₃ P/S a lieu dans une seule cellule est un peu malvenu (peu importe à quel point c'est fascinant!). Eh bien, de toute façon, cela existe - dans des plantes supérieures telles que Souaïda (Borszczowia) Aralocaspica, Bienertia cycloptères, B. sinuspersique et B. kavirense, tous appartenant à la famille des Chénopodiacées (désormais incluse dans la Amaranthaceae) – il nous faut donc surmonter cela et essayer de le comprendre. Et c'est ce que Samantha Stutz et al. ont fait. Bien que ces usines effectuent une séparation spatiale des deux CO2₂ événements de fixation dans une seule cellule du mésophylle, ils le font en utilisant deux chloroplastes distincts – dimorphes. On sait déjà que la lumière est nécessaire au développement des chloroplastes dimorphes dans les cotylédons de B. aralocaspica. Dans l'obscurité, ils n'ont qu'un seul type de plaste structurel (qui exprime Rubisco): la lumière induit la formation de chloroplastes dimorphes à partir du pool de plastes unique, et la polarisation structurelle conduit au C unicellulaire₄ syndromeL'objectif de Stutz et alL'étude de . visait à déterminer comment la croissance sous limité la lumière affecte la structure des feuilles, la biochimie et l'efficacité du CO unicellulaire₂- mécanisme de concentration. Dans l'ensemble, l'équipe a constaté que le C unicellulaire entièrement développé₄ système dans B. sinuspersici est robuste lorsqu'il est cultivé sous une «lumière modérée». Où ce genre de travail pourrait-il mener? Eh bien, bien qu'il soit intéressant en soi - la poursuite pure de la connaissance - il a aussi une dimension plus appliquée. Au centre de toute cette biologie et biochimie photosynthétiques unicellulaires se trouve le concept de CCM, mécanismes de concentration du carbone, par lesquels les niveaux de CO₂ sont augmentés au voisinage de Rubisco pour favoriser la photosynthèse – CO₂-fixation - sur photorespiration (appelé C₂ photosynthèse) qui utilise O₂ comme substrat et réduit par conséquent l'efficacité photosynthétique. Eh bien, dans le but de reproduire une partie de la plus grande efficacité photosynthétique de C₄ plantes (en grande partie en raison de leurs divers CCM…), une idée intéressante est de concevoir diverses formes de CCM en C₃ plantes cultivéesCette approche est illustrée dans les travaux de Mitsue Miyao et al., où ils ont tenté d'exploiter les enzymes du C facultatif₄ plante aquatique Hydrille verticillée (qui s'engage dans une seule cellule C₄ P/S) pour convertir le riz de son C typique₃ P/S dans une seule cellule C₄ photosynthèse. Bien qu'ils n'aient pas atteint leur objectif (et il est bon de savoir que des résultats "négatifs" peuvent encore être publiés !), leur article est un récit intéressant et émouvant des enseignements tirés de ce travail. Alors que nous poursuivons notre quête de cette augmentation insaisissable du rendement photosynthétique, nous continuerons sans aucun doute à exploiter toute variante biochimique sur le thème photosynthétique que la nature affiche. Ce qui soulève la question suivante : combien de variantes existent parmi les 325,000 XNUMX espèces de plantes à fleurs (sans parler de toutes les algues et autres membres du règne végétal) ? Il semble que nous ayons besoin de plus d'anatomistes végétaux, de biochimistes végétaux, de physiologistes végétaux – ainsi que de taxonomistes végétaux (voir mon dernier article sur ce blog) – après tout !

* C'est C₄ P/S par opposition à CAM (métabolisme de l'acide crassulacé), qui est également une version de C₄ P/S mais qui implique temporel séparation des deux mêmes événements de fixation du carbone dans plantes telles que l'ananas, les cactus et l'agave. Cependant, CAM n'est presque jamais appelé C₄ P/S parce que le tout-puissant lobby Zea Supremacy a réquisitionné le terme pour cela spatialement C séparé₄ version que l'on trouve dans des plantes comme le maïs… mais ne me lancez pas là-dessus !

[Curieusement, et en plus de ses chloroplastes dimorphes, Suaeda aralocaspica a dimorphe graines, qui présentent des différences distinctes dans les caractéristiques de dormance et de germination. Maintenant, ils disent que les choses vont par trois, alors quelle est la troisième dimorphie de cette espèce emblématique… ? – Éd.]