植物生理学课件(王小菁-第8版)-第九章-光形态建成.pptxVIP

第三篇植物的信号转导;本篇共有3章

细胞信号转导

植物生长物质

植物的光形态建成;第九章植物的光形态建成;光对植物生长发育的影响主要有两个方面:

①光是绿色植物光合作用必需的;

②光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境。;光下生长的玉米暗中生长的玉米光下生长的大豆暗中生长的大豆;光形态建成与光合作用的区别

①光形态建成中，光是作为一种信号去激发光受体，经过光信号转导，推动一系列生理生化代谢过程，最终导致植物形态结构特征的建成。光合作用是将光能转变为化学能，光以能源的方式影响植物的生长发育。

②光形态建成是低能反应，光合作用属于高能反应。光形态建成所需红闪光的能量和光合作用光补偿点能量相差10个数量级，其能量甚为微弱。给黄化幼苗一个微弱的闪光，几小时之内就可以观察到一系列光形态建成的去黄化反应，如茎伸长减慢、弯钩伸展、合成叶绿素等。

③光形态建成是由不同的光受体如光敏色素、隐花色素、向光素和UV-B受体介导的:光合作用的光受体是光合单位中的聚光色素等。;学习目标;第一节光受体;植物在长期的进化中，形成了完善的光受体(photoreceptor)系统，感受来自环境中的光量(quantity或intensity)、光质(qualty或wavelength)以及光照的方向，调整合适的生理状态，更好地适应环境和生长发育。;一光敏色素;光敏色素有两种形式：

红光吸收型(Pr)：生理钝化型；

远红光吸收型(Pfr)：生理活化型;

光敏色素脱辅基蛋白基因是多基因家族，拟南芥中至少存在5个成员，分别为PHYA,PHYB，PHYC,PHYD,PHYE。

它们所编码的产物分别与生色团结合形成5种光敏色素(phyA,phyB,phyC,phyD以及phyE)。

plyA~phyD在可见光范围内的不同波长下各自发挥功能。

例如PhyA主要感受远FR，PhyB主要感受红光R,它们单独或共同介导去黄化、避阴以及光周期诱导开花等反应。

它们的信号途径各不相同，又有互相交叉的途径，所负责的反应具有时空性。;

照红光后，从Pr转变为Pfr的过程中，光敏色素蛋白的C端发生自磷酸化

再使N端的丝氨酸残基磷酸化

继而将信号传递给下游的X组分X组分有多种类型，所引起的信号途径也各不相同

形成生理激活型的Pfr后，大部分Pfr入核，参与核内基因表达的调节

另一部分Pfr留在细胞质基质中，参与细胞质和细胞膜上的反应。;(二)光敏色素的分布与光稳定平衡值;二蓝光受体;三紫外光受体;第二节光形态建成反应;一反应的类型;依据引起光形态建成反应的光质(波长)类型

光敏色素反应(红光-远红光反应)

蓝光反应

紫外光反应

有些反应受不同光质的调节，是由多个光受体共同介导的，如去黄化和光周期诱导开花;依据反应所需要的光量

极低辐照度反应(VLFR，verylow-fluenceresponse)

低辐照度反应(LFR,low-fluenceresponse)

高辐照度反应(HIR，high-irradiancerespense)或高光照反应;二主要的反应;第三节光形态建成的反应机理;一细胞膜上的调控;二叶绿体运动的调控;三细胞核基因表达的调控;(二)茎伸长抑制的调控;自然条件下植物对光照强度、光谱变化以及照光方向的响应是通过不同的光受体进行的。

光受体被激活后引发下游的信号转导，并与激素以及细胞中其他刺激信号的信号通路相互作用，通过影响细胞膜上的离子流动，影响细胞骨架的运动，影响细胞核中的染色体结构变化、影响转录和转录后、翻译和翻译后各个过程，最终引起生化和生理的变化，导致植物形态改变以适应光环境。;学习目标;小结;光敏色素有两种类型，Pr(生理失活型)和Pfr(生理激活型)，二者在红光和远红光下发生可逆变化。编码光敏色素蛋白的是多基因家族，对phyA和phyB的研究比较深入。光敏色素接受光刺激后，Pfr可以入核或滞留在细胞质基质中发挥作用。在核中，Pfr通过调控基因表达和蛋白泛素化降解进行光信号的传递。已发现多个X组分，包括光形态建成的负调控因子PIFs和COP1等，对于阐明光敏色素不同反应的作用机理有很大帮助

蓝光/近紫外光受体是黄素蛋白，隐花色素介导了去黄化反应和开花调节，而向光素负责介导器官和细胞器的运动反应。

UV-B对植物的生长发育都有影响，受体UVR8具有高度保守的色氨酸，充当了生色团的作用。UV-B低强度时介导光形态建成反应，而高强度时介导胁迫反应。

不同的光受体之间具有信号转导通路的相互作用和交叉，光信号还与激素信号等发生生相互作用与交叉，形成复杂的调控网络。;名词术语;思考题