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第九章 光形态建成

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. 光敏色素在植物幼苗体内的分布. 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：

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第九章 光形态建成

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Presentation Transcript

  1. 第九章 光形态建成

  2. 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

  3. 光敏色素的发现

  4. 光敏色素在植物幼苗体内的分布

  5. 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

  6. 光敏色素Pr与Pfr的吸收光谱

  7. 光敏色素的吸收光谱

  8. 光敏色素的生色基团结构

  9. 光敏色素的合成

  10. 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。

  11. 三、光敏色素的光化学转换：

  12. 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。

  13. 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。

  14. 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。

  15. 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。

  16. 第四节 光敏素的作用机理 • 膜假说 • 基因调节假说

  17. 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。

  18. 光敏色素调节rhc S和cab基因转录的模式

  19. 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

  20. 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

  21. 蓝光对萱藻发育的影响

  22. 蓝光参与植物的向光性反应

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