代謝活性の低下:
休眠した種子は、活発に成長している植物と比較して、代謝率を大幅に減少させます。これは、細胞呼吸に関与するさまざまな酵素の全体的な活性を低下させることによって達成されます。その結果、種子の消費量が少なく、二酸化炭素が少なくなります。
代替電子輸送経路:
ほとんどのATP合成が細胞呼吸中に発生する電子輸送チェーンは、休眠種の修飾を受ける可能性があります。代替オキシダーゼ(AOX)経路などの代替経路がより顕著になります。 AOXは、電子輸送チェーン全体を通過することなく、電子を酸素に直接移動させ、エネルギー損失と反応性酸素種(ROS)生産を最小限に抑えることができます。
強化された抗酸化防御:
休眠した種子は、アスコルビン酸(ビタミンC)、トコフェロール(ビタミンE)、カロテノイド、フラボノイドなどの高レベルの抗酸化物質をしばしば蓄積します。これらの抗酸化剤は、ROSによる酸化的損傷からの細胞呼吸に関与する酵素を含む細胞成分を保護するのに役立ちます。
TCAサイクルの規制:
クレブスサイクルとしても知られているトリカルボン酸(TCA)サイクルは、細胞呼吸において重要な役割を果たします。休眠状態の種子では、TCAサイクルにおける特定の酵素の活性を変更して、同化プロセスで使用される中間体の産生を減らすことができます。これにより、種子はエネルギー貯蔵分子に資源をそらすことができます。
グリオキシレートサイクルの活性化:
一部の休眠状態の種子は、TCAサイクルと一緒に機能するグリオキシレートサイクルを活性化します。グリオキシレートサイクルにより、トリグリセリドとして保存された脂肪酸の炭水化物への変換が可能になります。この代替経路は、種子が貯蔵された埋蔵量を動員し、脂質分子の完全な分解なしにエネルギーを生成するのに役立ちます。
炭水化物の貯蔵:
細胞呼吸中に生成されるすべてのエネルギーを消費する代わりに、ドーマントシードは、そのかなりの部分を炭水化物として、主に澱粉またはショ糖の形で保存します。このエネルギー貯蔵戦略により、種子は発芽および早期の苗の成長のために容易に利用できる準備を確保します。
ATPレベルのメンテナンス:
休眠状態の種子は、必須の細胞プロセスと修復メカニズムを維持するのに十分なだけでなく、比較的低いレベルのATPを維持しています。 ATPの生産は、エネルギー消費を最小限に抑え、過度のROS生産による損傷を防ぐために厳しく規制されています。
全体として、休眠種子の細胞呼吸の修正は、過酷な環境条件に耐え、細胞の完全性を維持し、発芽の好ましい条件が発生するまで長期間実行可能であるという顕著な能力に貢献します。