植物生理学第九章光形态建成.ppt

第九章光形态建成Photomorphogenesis光控发育即依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成。Skotomorphogenesis黄化现象即幼苗在黑暗条件下表现出茎细长、顶端呈钩壮弯曲，叶片小而呈黄白色。STEP1STEP2STEP3STEP4光合作用光形态建成光能转变为化学能光只作为信号高能低能光受体：光合单位光受体：光敏色素，隐花色素等光敏色素，感受红光及远红光区域的光隐花色素、向光素，感受蓝光和近紫外光目前已知至少存在三类光受体：01UV-B受体，感受紫外光B区域的光。光敏色素的发现是植物光形态建成发展的里程碑，自二十世纪50年代末发现光敏色素以后，研究迅速开展和深入，从分子水平阐明其作用机理已有很大进展。区域的光02第一节光敏色素的发现、分布和性质光敏色素的分布光敏色素在植物细胞中分布广泛，对植株来说，分布在幼嫩部位如分生组织，对细胞来说，至今已报道的存在位点有膜系统、细胞溶胶和细胞核等。光敏色素的化学性质光敏色素（Phytochrome)是一种易溶于水的色素蛋白，分子量约为250kD。它是由2个亚基组成的二聚体，每个亚基又由生色团（chromophore或phytochromobilin）和脱辅基蛋白（apoprotein）组成，两者合称为全蛋白（holoprotein）。Pr-红光吸收型（redlight-absorbingform），是生理失活型。Pfr-远红光吸收型（far-redlight-absorbingform），是生理激活型。nm硫醚键Pr多肽红光Pfr植物光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。拟南芥中至少存在5个基因，分别为PHYA，PHYB，PHYC，PHYD，PHYE。不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布，有不同的生理功能。由PHYA编码，PHYA的表达受光的负调节，在光下mRNA类型II光敏色素——光下稳定存在，PHYB，PHYC，PHYD，类型I光敏色素——见光后易分解，黄化幼苗中大量存在。合成受到抑制。PHYE编码，基因表达不受光的影响，属于组成性表达。光敏色素基因和分子多型性拟南芥的5种光敏色素基因光敏色素的光化学转换Pr01PfrX02Pfr?X03细胞反应和生理作用04远红光05红光06第二节光敏色素的生理作用和反应类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应种子萌发小叶运动光周期弯钩张开膜透性花诱导节间延长向光敏感性肉质化子叶张开根原基起始性别表现叶分化和扩大节律现象花色素形成质体形成叶脱落块茎形成偏上性单子叶植物叶片展开光敏色素调节的反应类型根据对光量的需求，将光敏色素反应分为三种类型极低辐照度反应（verylowfluenceresponse，VLFR）：反应可被1?100nmolm-2的光诱导，在?值仅为0.02时就满足反应条件，即使在实验室的安全光下反应都可能发生。这样极低辐照度的红光可刺激暗中生长的燕麦芽鞘伸长，但抑制它的中胚轴生长；也刺激拟南芥种子的萌发。这个极低辐照度反应遵守反比定律，即反应的程度与光辐照度和光照时间的乘积成正比，如增加光辐照度可减少照光。低辐照度反应（lowfluenceresponse，LFR）01也称为诱导反应，所需的光能量为1?1000?molm-2，是典型的红光-远红光可逆反应。反应可被一个短暂的红闪光诱导，并可被随后的远红光照射所逆转。在未达到光饱和时，反应也遵守反比定律。种子和黄化苗的一些反应如莴苣种子需光萌发、转板藻叶绿体运动等属于这一类型。02高辐照度反应（highirradianceresponse，HIR）1高辐照度反应也称高光照反应，反应需要持续的强的光照，其饱和光照比低辐照度反应强100倍以上。光照时间愈长，反应程度愈大，不遵守反比定律，红光反应也不能被远红光逆转。一般来讲，黄化苗的反应