An overview of how rubisco and carbohydrate metabolism may be regulated at elevated atmospheric [CO2] and temperature

Ilmakehän nykyinen CO2-pitoisuus ei kyllästä C3-fotosynteesiä, joten fotosynteesi tehostuu CO2-pitoisuuden kaksinkertaistumisen seurauksena. Tehostuminen ei kuitenkaan ole aina yhtä voimakasta. Kasvin mukautuminen korkeaan CO2-pitoisuuteen kasvun aikana voi hidastaa fotosynteesiä, jotta hiilen saanti ja hyödyntäminen olisivat optimaalisia. Päätekijä mukautumisessa on rubiseon väheneminen. Rubisco on entsyymi, joka liittää hiilidioksidia sokerifosfaattiin Calvinin kierrossa. Kasvien aineenvaihduntaa korkeassa CO2-pitoisuudessa ja lämpötilassa tutkittiin riisillä ja soijapavulla. Riisin fotosynteesi ja kasvu olivat huipussaan 500 ppm:n ja soijapavulla 990 ppm:n CO2-pitoisuudessa. Rubiscon pitoisuus väheni CO2-pitoisuuden ja lämpötilan noustessa etenkin riisillä. CO2-pitoisuuden tai lämpötilan nousu eivät vaikuttaneet rubiseon aktiivisuuteen riisillä, mutta soijapavulla vaikutus havaittiin. Riisin kykyä käsitellä hiilihydraattia mitattiin sakkaroosifosfaattisyntaasin aktiivisuudella, joka nousi CO2-pitoisuuden myötä, mutta ei muuttunut lämpötilan kohotessa. CO2-pitoisuuden nousu lisäsi lehtien hiilihydraattipitoisuutta, mutta korkeampi lämpötila vähensi etenkin tärkkelyksen osuutta. Vaikka C3-lajit reagoivat hiilidioksidiin ja lämpötilaan eri tavoin, CO2-pitoisuuden nousu voi lieventää äärilämpötiloista johtuvia epäsuotuisia reaktioita.