首页 > 分享 > 植物生理学7植物的光形态建成.ppt

植物生理学7植物的光形态建成.ppt

花匠小妙招
2024-12-18 01:16

植物生理学7植物的光形态建成

第七章植物的光形态建成photomorphogenesis 四川师范大学陶宗娅光通过二种形式影响植物的生长和发育：（1）能量形式——光合作用：这是一种高能作用，间接影响生长和发育；（2）信号形式——光控发育：这时一种低能反应，直接影响生长发育。形态建成的概念：指植物生活周期中呈现的种子萌发、生根、形成幼苗、茎叶生长、开花、结实、种子形成等植物体及其器官的结构形成的过程。光形态建成的概念：指低能的光调节种子萌发、生根、形成幼苗、茎叶生长、开花、结实、种子形成等植物体及其器官的结构形成，最终汇集成组织和器官建成的过程。光形态建成所需能量比光合作用光补偿点的能量还低10个数量级，与光信号的有无、光的性质有关。相反，暗中生长的植物表现出各种黄化特征，如茎细而长、顶端呈钩状弯曲和叶片小而呈黄白色，这种现象称为暗形态建成（skotomorphogenesis）植物对不同波长光的感受 ——四种类型的光受体: Phytochrome 光敏色素 ——红光/远红光（600-750nm） Cryptochrome 隐花色素 ——蓝光/UC-A（320-500nm） Phototropin 向光素 —— 蓝光/UV-A（320-500nm） UV-B receptor —— 未知的光受体 7.1 光受体 7.1.1 光敏色素 1. 发现和分布：二十世纪 20年代：光照与黑暗的相对长度控制一些植物开花； 30年代：发现许多形态建成的反应由红光诱导，Flint发现光质影响莴苣种子的萌发；直到1959年，Butlerd等研制出双波长分光光度计，根据测定黄化幼苗的实验结果，才推测：可能有一种存在两种形式单一色素，这种色素可分别吸收红光和远红光。 Borthwich等（1960）将其命名为光敏色素，但未分离这种光受体。 1983年，Vierstra Quail提取出完整的、未被降解的光敏色素。光敏色素的组织和细胞定位：组织器官定位：各个器官、蛋白质丰富的组织中较多；黄化幼苗比绿色幼苗多10-100倍；禾本科植物的胚芽鞘尖端、黄化豌豆幼苗的弯钩部分；细胞定位：膜系统、核和细胞液光敏色素类型：根据稳定性分： phy I，即光敏感型，主要存在于黄化组织中，吸收峰为666nm； phy II，即光稳定型，主要存在于绿色组织中，吸收峰为652nm； 2. 光敏色素的化学性质及光化学转换（1）化学性质二聚体色素蛋白（含2个单体）各单体均由脱辅基蛋白和生色团组成光敏色素Pr和Pfr生色团的可能结构以及与脱辅基蛋白肽链的连接光敏色素生色团与脱辅基蛋白质的合成与装配（2）光敏色素以两种形式存在： Pr—— 红光吸收形，蓝色，无活性，存在于暗生长的植物中 Pfr——远红光吸收形，蓝绿色，是光敏色素的活性形式光敏色素的吸收光谱根据编码光敏色素脱辅基蛋白的基因： phy I：被PHY A编码 phy II：被PHY B，PHY C，PHY D和 PHY E编码表明光敏色素属多基因家族概念：光稳定平衡（Φ） Φ= Cpfr / Cptot 即在一定波长下，植物活体中具有生理活性的Pfr浓度占光敏色素的总浓度。不同波长的红光和远红光可以组合成不同的混合光，得到各种Φ值。 Pr与Pfr之间的转变包括：光化学反应：仅涉及生色团黑暗反应：只有在含水条件才能发生因此，干种子无光敏色素反应，种子用水浸泡后有光敏色素反应。光敏素调节的反应类型： 1. 极低辐照度反应(very low fluence response, VLFR) 可被1~100nmol/m2的光所诱导 Φ值为0.02时就满足反应条件，红光反应不能被远红光所逆转。遵守反比定律例子：红光刺激暗中生长的燕麦胚芽鞘的伸长生长红光刺激拟南芥种子的萌发 3.高辐照度反应(high irradiation response, HIR) 反应需持续强的光照，光照时间越长，反应程度越大不遵守反比定律红光反应不能被远红光所逆转例子：双子叶植物花色素苷的形成莴苣幼苗上胚轴弯钩的打开芥菜、莴苣幼苗下胚轴的伸长 3. 光敏色素的生理作用红光或远红光处理后绿豆根尖粘在带负电荷的玻璃表面的动力学（A）和根尖电位差（B）的变化 7.1.2 蓝光/紫外-A受体隐花色素又称为蓝光受体或蓝光/紫外光A受体。它是吸收蓝光(400~500nm)