漢莎快訊（六）：景天酸代謝途徑植物的光合研究

 

      景天酸代謝途徑（crassulacean acid metabolism pathway，CAM途徑），指生長(zhǎng)在熱帶及亞熱帶干旱及半干旱地區(qū)的一些肉質(zhì)植物（最早發(fā)現(xiàn)在景天科植物）所具有的一種光合固定二氧化碳的附加途徑。具有這種途徑的植物被稱為CAM植物。在其所處的自然條件下，氣孔白天關(guān)閉，夜晚張開(kāi)。它們具有此途徑，既維持水分平衡，又能同化二氧化碳。途徑的特點(diǎn)是：在夜間細(xì)胞中磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）作為二氧化碳接受體，在PEP 羧化酶催化下，形成草酰乙酸，再還原成蘋(píng)果酸，并貯于液泡中；白天蘋(píng)果酸則由液泡轉(zhuǎn)入葉綠體中進(jìn)行脫羧釋放二氧化碳，再通過(guò)卡爾文循環(huán)轉(zhuǎn)變成糖。所以這類植物的綠色部分的有機(jī)酸特別是蘋(píng)果酸有晝夜的變化，夜間積累，白天減少。淀粉則是夜間減少（由于轉(zhuǎn)變?yōu)槎�氧化碳接受體PEP）白天積累（由于進(jìn)行光合作用的結(jié)果）。已發(fā)現(xiàn)許多科植物如龍舌蘭科、仙人掌科、大戟科、百合科、葫蘆科、蘿藦科，以及鳳梨科具有此途徑。一般說(shuō)CAM植物是多汁的，但也有不是多汁的。多汁植物也并不都是CAM植物。這類植物是通過(guò)改變其代謝類型以適應(yīng)環(huán)境，由于該途徑的特點(diǎn)造成光合速率很低（ 3～10毫克CO2·分米-2·小時(shí)-1），故生長(zhǎng)緩慢，但能在其它植物難以生存的生態(tài)條件下生存和生長(zhǎng)。如果說(shuō)C4植物是空間上錯(cuò)開(kāi)二氧化碳的固定和卡爾文循環(huán)的話，那景天酸循環(huán)就是時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)這兩者。