光敏色素基因phya-phye.ppt

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第九章光形态建成光对植物的影响光合作用为高能反应具有光能与化学能的转化调节植物生长发育低能反应无能量转化光形态建成由光控制植物生长发育和分化的过程光形态建成的光受体光敏素隐花色素紫外光受体紫外光受体光敏色素的发现第二节光敏色素的化学性质及光化学转换光敏素组成脱辅基蛋白生色团长链状的四个吡咯环有两种构型蓝色蓝绿色红光吸收型吸收峰在无生理活性远红光吸收型吸收峰在有生理活性光敏色素的合成二光敏色素基因和分子多型性类型黄化幼苗中大量存在见光易分解的称为型光下稳定存在绿色幼苗中含量很少的称为型光敏色素基因

第九章 光形态建成 光对植物的影响: (1)光合作用,为高能反应,具有光能与化学能的转化。 (2)调节植物生长发育,低能反应,无能量转化。 光形态建成: 由光控制植物生长、发育和分化的过程。 光形态建成的光受体: 光敏素,隐花色素(紫外光-A受体),紫外光B-受体 光敏色素的发现 第二节 光敏色素的化学性质及光化学转换 光敏素组成: 脱辅基蛋白:120-127KD, 生色团:长链状的四个吡咯环,有两种构型: Pr Pfr (蓝色) (蓝绿色) Pr:红光吸收型,吸收峰在664nm,无生理活性 Pfr:远红光吸收型,吸收峰在730nm,有生理活性 光敏色素的合成 二、光敏色素基因和分子多型性 类型: 黄化幼苗中大量存在、见光易分解的称为Ⅰ型, 光下稳定存在、绿色幼苗中含量很少的称为Ⅱ型。 光敏色素基因: PHYA-PHYE。各自具有不同的时间、空间分布以及生理功能。PHYA编码Ⅰ型, PHYB-PHYE编码Ⅱ型。 表达调控: PHYA的表达受到光的负调节,而PHYB-PHYE的基因表达不受光照影响,属于组成型表达。 三、光敏色素的光化学转换: 光敏素与植物激素 生长素: 红光照射后,体内自由生长素含量降低。 赤霉素: 光敏素可调节胞内GA水平。 CK 光敏素可刺激体内CK含量提高,CK作用效果增强。 乙烯: 红光抑制乙烯的产生。 光敏色素调节的反应类型 1、极低辐照度反应: (1)对光照的需求:1~100nmol/m2,Φ=0.02 (2)刺激反应:燕麦芽鞘的伸长,刺激拟南芥种子萌发等。 (3)反应程度=光辐照度×光照时间,增加光照时间可以减少照光时间。 (4)红光反应不能被远红光逆转。 2.低辐照度反应 (1)对光照的需求:1~1000μmol/m2,典型红-远红光反应。 (2)刺激反应:莴苣种子萌发,转板藻叶绿体运动。 (3)未达到光饱和时,反应程度=光辐照度×光照时间 (4)短暂红光可以引起反应,并可以被随后的远红光逆转。 3.高辐照度反应 (1)对光照的需求:大约是低辐照度的100倍以上。 (2)刺激反应:花青素合成,莴苣下胚轴延长,开花诱导。 (3)反应程度 ∝ 光辐照度×光照时间 (4)红光反应不能被远红光逆转。 第四节 光敏素的作用机理 膜假说 基因调节假说 膜假说 证据: (1) 红 光→ 60-80% Pfr结合于膜上 远红光→ 5 - 10% Pfr结合于膜上 (2)棚田效应: 离体绿豆根尖在红光下能粘附在带负电的玻璃表面,远红光照射逆转这种粘附现象,称为棚田效应。 基因调节假说 红光→Pfr↑→活化或抑制基因转录→影响酶Pr合成→形态建成变化 蓝光参与植物的向光性反应 * * 光敏色素在植物幼苗体内的分布 光敏色素Pr与Pfr的吸收光谱 光敏色素的吸收光谱 光敏色素的生色基团结构 光敏色素调节rhc S和cab基因转录的模式 红光→Pfr↑→与膜系统结合→胞内细胞器中Ca2+外排→胞内Ca2+水平↑→Ca与CaM结合→Ca-CaM激活肌动球Pr→肌动Pr纤丝收缩→牵拉叶绿体转动 *

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