植物生理學第九章光形態(tài)建成課件

第九章光形態(tài)建成Photomorphogenesis光控發(fā)育即依賴光控制細胞的分化、結構和功能的改變，最終匯集成組織和器官的建成。Skotomorphogenesis黃化現象即幼苗在黑暗條件下表現出莖細長、頂端呈鉤壯彎曲，葉片小而呈黃白色。

光合作用

光形態(tài)建成

光能轉變?yōu)榛瘜W能光只作為信號高能低能光受體：光合單位光受體：光敏色素，隱花色素等第一節(jié)光敏色素的發(fā)現、分布和性質光敏色素的分布光敏色素在植物細胞中分布廣泛，對植株來說，分布在幼嫩部位如分生組織，對細胞來說，至今已報道的存在位點有膜系統、細胞溶膠和細胞核等。

光敏色素的化學性質光敏色素（Phytochrome)是一種易溶于水的色素蛋白，分子量約為250kD。它是由2個亞基組成的二聚體，每個亞基又由生色團（chromophore或phytochromobilin）和脫輔基蛋白（apoprotein）組成，兩者合稱為全蛋白（holoprotein）。

Pr-紅光吸收型（redlight-absorbingform），是生理失活型。

Pfr

-

遠紅光吸收型（far-redlight-absorbingform），是生理激活型。

多肽硫醚鍵紅光PrPfr

光敏色素基因和分子多型性

植物光敏色素蛋白質的基因是多基因家族。擬南芥中至少存在5個基因，分別為PHYA，PHYB，PHYC，PHYD，PHYE。不同基因編碼的蛋白質有各自不同的時間、空間分布，有不同的生理功能?！?/p>

類型I光敏色素——見光后易分解，黃化幼苗中大量存在。由PHYA編碼，PHYA的表達受光的負調節(jié)，在光下mRNA合成受到抑制?！耦愋虸I光敏色素——光下穩(wěn)定存在，PHYB，PHYC，PHYD，PHYE編碼，基因表達不受光的影響，屬于組成性表達。

Pr

Pfr

X

PfrX細胞反應和生理作用

遠紅光

紅光光敏色素的光化學轉換第二節(jié)光敏色素的生理作用和反應類型光敏色素的生理作用高等植物中一些由光敏色素控制的反應種子萌發(fā)小葉運動光周期彎鉤張開膜透性花誘導節(jié)間延長向光敏感性肉質化子葉張開根原基起始性別表現葉分化和擴大節(jié)律現象花色素形成質體形成葉脫落塊莖形成偏上性單子葉植物葉片展開低輻照度反應（lowfluenceresponse，LFR）也稱為誘導反應，所需的光能量為11000molm-2，是典型的紅光-遠紅光可逆反應。反應可被一個短暫的紅閃光誘導，并可被隨后的遠紅光照射所逆轉。在未達到光飽和時，反應也遵守反比定律。種子和黃化苗的一些反應如萵苣種子需光萌發(fā)、轉板藻葉綠體運動等屬于這一類型。高輻照度反應（highirradianceresponse，HIR）高輻照度反應也稱高光照反應，反應需要持續(xù)的強的光照，其飽和光照比低輻照度反應強100倍以上。光照時間愈長，反應程度愈大，不遵守反比定律，紅光反應也不能被遠紅光逆轉。一般來講，黃化苗的反應光譜高峰在遠紅光、藍光和紫外光A區(qū)域，而綠苗的反應高峰主要在紅光區(qū)域。目前已知，在遠紅光下，本反應受PhyA調節(jié)，而紅光下的卻受PhyB調節(jié)。

第三節(jié)光敏色素的作用機制信號受體反應

第四節(jié)藍光和紫外光反應藍光反應藻類、真菌、蕨類和種子植物都有藍光反應（blue-lightresponse）高等植物典型的藍光反應有向光性、抑制幼莖伸長、刺激氣孔張開和調節(jié)基因表達。作用光譜特征：“三指”狀態(tài)藍光/近紫外光受體（blue/UV-Areceptor)有隱花色素（cryptochrome）和向光素（phototropin)

色素：黃素、類胡蘿卜素、喋呤等脫輔基蛋白：CRY1,CRY2,向光素等向光反應(phototropism)莖伸長抑制(Inhibitionofstemelongation)高等植物典型的藍光反應：氣孔運動(stomatamovement)CallusinductionandanthocyaninaccumulationinCelosiacristata‘phumosa’

WLRLBLDark練習一、名詞解釋光形態(tài)建成光敏色素需光種子光穩(wěn)定平衡棚田效應光受體二問答題1、試述如何以實驗方法證明植物的某一生理過程與光敏色素有關？