1 / 29

§9 光形态建成

§9 光形态建成. ☞ 提示： 1. 植物光形态建成 、 光敏色素 、 隐花色素 等基本概念。 2. 光敏色素 基本性质与生理作用及作用机理 。. § 9 光形态建成. 概述 植物光形态建成（ photomorphogenesis） 植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，即以 光控制植物发育的过程 。 ※ 植物暗形态建成（ skotomorphogenesis） 植物在暗中生长所呈现的各种黄化特征、茎细而长、顶端呈钩状弯曲、叶片偏小等现象。 白芥幼苗在光下和黑暗中生长情况 （ Fig.9-1）.

binh
Télécharger la présentation

§9 光形态建成

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. §9 光形态建成 ☞提示： 1.植物光形态建成、光敏色素、隐花色素等基本概念。 2.光敏色素基本性质与生理作用及作用机理。

  2. §9 光形态建成 概述 • 植物光形态建成（photomorphogenesis） 植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，即以光控制植物发育的过程。 ※ 植物暗形态建成（skotomorphogenesis） 植物在暗中生长所呈现的各种黄化特征、茎细而长、顶端呈钩状弯曲、叶片偏小等现象。 白芥幼苗在光下和黑暗中生长情况（Fig.9-1）

  3. §9 光形态建成 暗 光 Fig.9-1

  4. §9 光形态建成

  5. §9 光形态建成 • 植物的光受体系统目前已知的有： 1）光敏色素：感受红光和远红光区域的光（650-740nm） 2）隐花色素和和向光素：感受蓝光（450-500nm）和近紫外光区域（320-400nm）的光 3）UV-B受体：感受紫外光B区域（280-320nm）的光

  6. §9.1 光敏色素（Phytochrome） 一、光敏色素的发现 • Borthwick和Hendricks（1952）的试验 • Butler等(1959)研制有关仪器,并逐渐分离和命名了P. Figure 9-2

  7. §9.1 光敏色素（Phytochrome） 一、光敏色素的发现

  8. §9.1 光敏色素（Phytochrome） • 二、光敏色素的分布特点 1）黄化幼苗的光敏色素含量比绿色组织高； 2）蛋白质丰富的分生组织中含光敏色素较高； 3）在细胞中，光敏色素主要分布在膜系统、细胞质和细胞核中。 Figure 9-3

  9. §9.1 光敏色素（Phytochrome） 三、光敏色素的化学性质及光化学转换 (一)光敏色素的化学性质 1、溶解性：易溶于水 2、化学结构：为二聚体色素蛋白质，每个亚基由生色团和脱辅基蛋白质组成。 （1）生色团的结构及与肽链的连接（Fig.9-5） （2）生色团与脱辅基蛋白的组成装配（Fig.9-6） 3、主要类型与转换： （1）主要类型 红光吸收型(Pr)：吸收峰660nm、生理失活型 远红光吸收型(Pfr)：吸收峰730nm、生理激活型 （2）转换 660nm Pr Pfr 730nm

  10. §9.1 光敏色素（Phytochrome） Figure 9-5

  11. Pr、Pfr转变时生色团和脱辅基蛋白的构象变化 生色团 脱辅基蛋白 全蛋白 Figure 9-6

  12. 4、吸光特性： Pr、Pfr的吸收光谱

  13. (二)光敏色素基因和分子多型性 • Pr（Pfr）的基因是多基因家族。以拟南芥为例，有PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE。 ☞ PHYA　类型１Ｐ；PHYＢ－Ｅ　类型２Ｐ．

  14. (三)光敏色素的光化学转换 1、光稳定平衡（ φ） ☞ φ=[Pfr]/[Ptot]（Ptot——总光敏色素） ☞ 自然条件下，φ 0.01～0.05即引起显著变化 2、光化学转换 660nm Pr（较稳定） Pfr（不稳定） 730nm 暗 降解

  15. 光稳定平衡（ φ）

  16. §9.2 光敏色素的生理作用和反应类型 一、光敏色素的生理作用 ☞

  17. §9.2 光敏色素的生理作用和反应类型 一、光敏色素的生理作用 • 光敏色素的快、慢反应 ☞快反应（以ds计）——Tanada effect 慢反应（以h、d计）——种子萌发、去黄化

  18. §9.2 光敏色素的生理作用和反应类型 二、光敏色素的反应类型 ☞按需光量： （一）极低辐照度反应（VLFR） 1、需光量：1～100nmol·m-2 2、特点：遵守反比定律（反应程度正比于光辐照度和光照时间的积） 3、实例：燕麦芽鞘伸长等 （二）低辐照度反应（LFR）或诱导反应 1、需光量：1～1000μmol·m-2 2、特点：遵守反比定律 3、实例：莴苣种子萌发等

  19. （二）低辐照度反应（LFR）

  20. §9.2 光敏色素的生理作用和反应类型 二、光敏色素的反应类型 （三）高辐照度反应（HIR）或高光照反应 • 1、需光量：﹥10μmol·m-2 • 2、特点：不遵守反比定律。Pr反应不被FR逆转 • 3、实例：花色素苷形成、天仙子开花的诱导等

  21. §9.3 光敏色素的作用机制 一、光敏色素具激酶特性 • P是His(细菌）/Ser（植物）激酶:N末端与生色团连接，C末端与信号转导有关。 X——下游信号组分

  22. §9.3 光敏色素的作用机制

  23. §9.3 光敏色素的作用机制 二、作用机制 1、膜假说：光敏色素可迅速改变膜的透性（可能调节膜上离子通道和质子泵）。 该假说可解释光敏色素的快反应（指从吸收光量子到诱导出形态变化的反应迅速到以分秒计，如含羞草的叶片运动等）。 Fig.9-10（转板藻叶绿体运动的机制） Ｒ　Ｐfr 跨膜Ca2+流动 胞质中Ca2+ CaM活化 肌动球蛋白轻链激酶活化 肌动球蛋白运动 叶绿体转动

  24. §9.3 光敏色素的作用机制 2、基因调节假说：光敏色素可调节特定基因的转录与翻译而得到特殊蛋白质（酶），最后表现出形态建成。 该假说可解释光敏色素的慢反应（指光量子通过光敏色素调节生长发育的速度，包括酶诱导和蛋白质合成，反应缓慢，以小时和天数计，如红光对种子萌发的促进作用等）。 • Fig.9-12 • 光敏色素调节基因表达有多条信号途径

  25. §9.3 光敏色素的作用机制 1、R激活PfrA和PfrB 2、PfrA和PfrB沿多条信号途径调控相关基因

  26. §9.3 光敏色素的作用机制（总结） • 光敏色素的作用机理简图 改变膜透性 660nm信号转导 PrPfr 形态与生理 730nm反应 暗降解 调节基因表达 ☞无论光敏色素的快反应,还是慢反应,都通过信号转导途径起作用.

  27. §9.4 蓝光和紫外光反应 一、蓝光反应 • （一）有效波长 蓝光和近紫外光 • 作用光谱特点：“三指”形

  28. §9.4 蓝光和紫外光反应（蓝光反应） 光受体间具有相互作用， 如光敏色素和隐花色素 共同调节去黄化及光周 期反应等。（P216） （二）蓝光受体（蓝光/近紫外光受体） ☞ 隐花色素 向光素 （三）蓝光反应 • 向光反应 • 抑制茎伸长 • 促进花色素苷积累 • 促进气孔开放 • 调节基因表达

  29. §9.4 蓝光和紫外光反应（紫外光反应） 二、紫外光反应 • UV-B（280-320nm）较有研究 （一）UV-B受体 • ？ （二）UV-B反应 • 植株矮化 • 叶面积减小 • 光合性能下降（气孔关闭、叶绿体结构破坏、叶绿素等下降、Hill reaction下降、PSⅡ电子传递受影响） • 类黄酮、花色素苷等合成增加

More Related