光信号光受体生理生化变化形态变化光敏色素（phytochrome）红光/远红光隐花色素（cyptochrome）和向光素（phototropin）蓝光/近紫外光UV-B受体紫外光第63页，共109页，星期日，2025年，2月5日(一)、光敏色素的发现和性质1.1发现1952年，美国农业部几位专家以大型光谱仪将白光分离成单色光，处理莴苣种子，发现R促进发芽，FR逆转这个过程（图）。1959年，该研究小组研制出双波长分光光度计，测定黄化玉米幼苗的吸收光谱。发现R照射后吸收R少、FR多，反则反之。第64页，共109页，星期日，2025年，2月5日第65页，共109页，星期日，2025年，2月5日结果说明：这种R-FR可逆反应的光受体可能是具两种存在形式的单一色素。1960年成功分离到这种光受体，是一种色素蛋白，并命名为光敏色素（phytochrome）。第66页，共109页，星期日，2025年，2月5日1.2光敏色素化学性质及光化学转化是一种易溶于水的色素蛋白质，是由两个亚基组成的二聚体，每个亚基有两个组成部分：生色团（chromophore）和脱辅基蛋白（apoprotein），两者合称为全蛋白（holoprotein）。1.2.1光敏色素的化学性质第67页，共109页，星期日，2025年，2月5日chromophorePrPfr660nm730nminactiveactive第68页，共109页，星期日，2025年，2月5日第69页，共109页，星期日，2025年，2月5日PrPfr顺式异构体反式异构体第70页，共109页，星期日，2025年，2月5日光敏色素生色团的生物合成是在黑暗条件下，在质体中进行的。合成后被运送到胞质溶胶与脱辅基蛋白装配形成光敏色素色素全蛋白。第71页，共109页，星期日，2025年，2月5日1.2.2光敏色素基因和分子多型性类型Ⅰ类型Ⅱ在黄化幼苗中大量存在，见光易分解在绿色幼苗中含量少，光下稳定光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。PHYA受光负调节，PHYB~E属于组成型表达。PHYB、PHYC、PHYD、PHYEPHYA特点编码基因总结第72页，共109页，星期日，2025年，2月5日第73页，共109页，星期日，2025年，2月5日在一定波长下，具生理活性Pfr浓度和Ptot浓度的比例。Φ=Pfr/Ptot。Φ值为0.01~0.05时即可引起显著的生理变化。1.2.3光敏色素的光化学转化光稳定平衡(photostationaryequilibrium,Φ):第74页，共109页，星期日，2025年，2月5日2.1光敏色素的分布光敏色素普遍分布于除真菌以外的低等和高等植物中，其中分生组织中含量较多。一般认为，光敏色素存在于膜系统上，如质膜、线粒体膜、核膜等。黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20-100倍。真菌没有光敏色素，而是有隐花色素吸收蓝光和紫外光进行形态建成。(二)、光敏色素的分布与生理作用第75页，共109页，星期日，2025年，2月5日从种子萌发到开花、结果及衰老，几乎影响到植物一生的形态建成。2.2光敏色素的生理作用第76页，共109页，星期日，2025年，2月5日快反应与慢反应：光敏色素接受光刺激到发生形态反应的时间有快有慢。快反应：以分秒计。如棚田效应（Tanadaeffect）、转板藻叶绿体运动等。慢反应：以小时计。如红光促进种子萌发。第77页，共109页，星期日，2025年，2月5日tissueculture第31页，共109页，星期日，2025年，2月5日组织培养（tissueculture）第32页，共109页，星期日，2025年，2月5日极性极性（polarity）：是指在器官、组织甚至细胞中在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。是植物分化和形态建成中的一个基本现象。花粉生殖核营养核基细胞顶细胞受精卵第33页，共109页，星期日，2025年，2月5日根在柳树枝条的形态学下端发生根在蒲公英切段的形态学下端发生第34页，