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文件名称:第9章-植物的光形态建成(2).ppt
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更新时间:2025-06-20
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文档摘要

(2)基因调节假说该假说由Mohr在1966年提出,认为光敏色素通过调节基因的表达而参与到光形态建成。如Rubisco小亚基的基因(rbcs)的表达受红光和远红光的调控,rbcs基因的转录起始点上游存在与光敏色素调节有关的区域,红光可诱导其mRNA水平的提高。光形态建成过程中基因活化的3个步骤二、隐花色素上个世纪70年代以来,人们发现可见光谱中的短波光如蓝光和近紫外光也调控着植物的许多生长发育过程。如高等植物的向光性反应,气孔的开启,叶绿体的分化和运动、茎伸长的抑制等;蕨类植物丝状体发育为原叶体、真菌菌丝体类胡萝卜素的合成、一些海藻配子体发生及卵诱导等。植物的蓝光、近紫外光形态建成反应是受其光受体调节的,称作蓝光/近紫外光受体(B/UV-Areceptor),简称蓝光受体。Gressel把它命名为隐花色素(Cryptochrome)。隐花色素作用光谱的高峰处在450mm左右,所以常称隐花色素所起的作用为蓝光效应。蓝光受体为黄素蛋白。三、紫外光—B受体紫外区(280?320nm)的光也可诱导植物光形态反应,如它诱导玉米黄化苗的胚芽鞘和高粱第一节间形成花青素。紫外光反应的光受体是一类未知化学本质的光受体,称为紫外光——B受体(UV-Breceptor),它在细胞内吸收紫外光引起它的作用高峰在290nm左右。第二节光形态建成反应一、光敏色素调节的反应类型1极低辐照度反应(VLFR)极低辐照度反应可被1~100umol/m2的光诱导,在Φ值仅为0.02时就可满足反应。如燕麦胚芽鞘的伸长,拟南芥种子的萌发。低辐照度反应低辐照度反应可被1~1000μmol/m2的闪光所诱导,是典型的红光-远红光反应。如莴苣种子的萌发和转板藻叶绿体运动.3高辐照度反应高辐照度反应需要持续的强光照射,光照时间愈长,反应程度愈大,红光反应不能被远红光逆转。如双子叶植物的花色素苷的形成、芥菜幼苗下胚轴的延长、天仙子开花的诱导、莴苣胚芽弯钩的张开等。二、主要的反应1光与种子萌发种子萌发过程中有的需要光的种子叫需光种子,又称喜光种子。如莴苣、烟草和拟南芥的种子,喜光种子一般都比较小。有的种子萌发时对光不敏感,不需要光,称为需暗种子。较大的种子一般是需暗种子。有些种子的萌发被光照抑制,称为嫌光种子,如黑种草属植物和西瓜属植物的种子。红光照射后形成光敏色素的活性形式Pfr,引起GA、细胞分裂素合成,或破坏ABA,从而破除种子的休眠,促进种子萌发。例如需光种子的萌发也可用GA促使其萌发。2光与营养器官生长单子叶植物胚芽鞘迅速伸长、幼叶从胚芽鞘中抽出、茎基部的分蘖等都与光敏色素的调节有关。双子叶植物,胚轴破土伸出地之前,茎尖为钩状,当出土后接受光照弯钩展开,黄化现象消失。光可以抑制茎的伸长。因为植物生长快慢与体内生长素含量有关,而光照尤其是蓝紫光加快IAA氧化分解,使茎端生长素含量下降。这是高山植物比平原植物生长矮的原因之一。林业生产上适当增加种植密度以获得少分枝、少结节的通直优质木材。在农业生产上,利用浅蓝色塑料薄膜低温下育秧,比无色的好。因为其可大量透过400-500nm波长的蓝紫光,使秧苗矮壮;同时可吸收大量的600nm波长的橙光,使膜内温度升高,有利秧苗生长。3光与类黄酮物质的合成植物在特殊的细胞中合成类黄酮物质花青素苷的过程往往是光促进的,如苹果果实照光一侧易产生红色、秋天红叶、花瓣着色等。花色素苷合成过程中有光敏色素和隐花色素的参与。黄酮生物合成的关键酶之一苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性受紫外光调节。UV-B对植物细胞有一定程度的伤害作用,花青苷和黄酮类物质能够吸收UV-B。4光与叶绿体的向光性反应光可以调节叶绿体在细胞内的移动。当外界光照强度很强时,细胞中的叶绿体能在径向细胞壁上排列,并将窄面朝向阳光,使叶绿体受光面变得最小,从而防止强光伤害。5光与细胞器的形成细胞器的形成也受到光的调节。如被子植物必须在光下才能形成叶绿体,否则只能分化不富含原片层体的黄化质体而无类囊体膜系统,同时也不能形成叶绿素,只能积累原脱植基叶绿素。种子萌发过程,在光的触发和光敏色素控制下,原线粒体才能重新转变为结构完善和代谢活跃的