C4växter

C4-växter är växter som använder C4-fotosyntes, en koldioxidfixering som sker i två steg. I första steget fixeras CO2 i mesofyllcellerna med enzymet PEP-karboxylas och bildas oxaloacetat som snabbt omvandlas till malat. Malatet transporteras sedan till bundle-sheath-cellerna där CO2 frisätts och används i Calvin-cykeln. Denna särskilda Kranz-anatomi med två olika celtyper minskar fotorespiration och gör fotosyntesen effektivare under varma och ljusa förhållanden.

C4-växter uppträder framför allt bland gräs, särskilt i varma torrtempererade områden runt om i världen. Evolutionärt har C4-fotosyntes uppstått flera gånger oberoende av varandra, ofta som anpassningar till höga ljusintensiteter, högre temperaturer och vattenstress.

Jämfört med C3-växter har C4-växter generellt högre vattenanvändningseffektivitet och högre fotosynteshastighet under varma dagar. De är dock oftast energikrävande i form av extra ATP, och vid svala eller molniga förhållanden övergår fördelen till nackdel.

Viktiga C4-växter är majs (Zea mays), sockerrör (Saccharum officinarum), sorghum (Sorghum bicolor) och millet. Andra exempel inkluderar switchgrass (Panicum virgatum) och miscanthus. Många av dessa växter dominerar i jordbrukslandskap i tropiska och subtropiska regioner.

Forskningen inom C4-växter syftar till att öka avkastning och motståndskraft i jordbruket, bland annat genom att försöka överföra C4-egenskaper till C3-växter som ris. Detta område omfattar studier av genreglering, Kranz-anatomi och enzymproduktion.