光敏色素在形态建成中课件.ppt
,光对植物影响：间接作用（光合作用）-高能反应 直接作用（形态建成）-低能反应 光形态建成依赖光控制植物细胞的分化、结构、功能，最终影响组织和器官的形态建成的现象 暗形态建成在暗中生长的植物表现出黄化、茎细长、顶端呈钩状弯曲、叶片小而黄的现象称,第七章 光形态建成,1,光受体目前至少三种：*光敏色素：感受红光及远红光区域的光*隐花色素：感受蓝光和近紫外光区域的光*紫外光B区受体（UV-B受体）：感受紫外光B区域的光,2,一 光敏色素的发现1938年，Hamner和Bonner发现，用弱光打断SDP的暗期可阻止SDP（苍耳）开花1945年，U.S.A农业部马里兰洲Beltssville(贝茨维尔）农业研究中心Borthwick和Hendricks利用光谱仪分析，发现抑制SDP开花的作用光谱与促进LDP开花的作用光谱十分相似,第一节 光 敏 色 素（PHY）,3,1952年，Borthwick等发现喜光植物莴苣种子萌发受红光促进，受远红光抑制1959年，从黄化玉米幼苗中提取出光敏色素1960年，分离、命名光敏色素Phytochrome 例外：真菌中没有光敏色素二 光敏色素定位、含量 定位：存在核、细胞质中，与膜结合 含量：黄花苗中蛋白质丰富的分生组织含量高,4,三 光敏色素的性质和光化学转换（一）光敏色素的性质 1 吸收光谱 660 0.8 吸 0.6 Pr 730 光 率 0.4 Pfr 0.2 红光 远红光 0 300 400 500 600 700 800 波长(nm),光敏色素的结构 Pro O H R R H 15 His N C D多 Ser A B N N 肽 Cys 5 N 10 H H O His S H Leu 硫醚键 Pf O Gln 红光 D N Pro O H R R 15 H His N C H 多 Ser A B N 肽 Cys 5 N 10 H His S H Leu 硫醚键 Pfr Gln 光敏色素Pf和Pfr生色团的可能结构及与脱基蛋白肽链的连接,6,多基因编码 拟南芥有5个基因 PHYA、B、C、D、E PHYA-类型I 光不稳定光敏色素 PHYB、C、D、E-类型II 光稳定光敏色素 核蛋白质+质体生色团 全蛋白,（二）光敏色素合成：,7,光稳定平衡=Pfr/Ptot 合成 红光(660nm)X 前体 Pr Pfr PfrX 生理效应 远红光(730nm)暗转换 破坏,（三）光敏色素的光化学转换：,8,（一）光敏色素的生理作用（二）光敏色素与激素：IAA、GA、CTK、乙烯、ABA（三）光敏色素调节的反应类型*极低辐照度反应（VLFR）*低辐照度反应（LFR）*高辐照度反应（HFR）,四 光敏色素的生理作用和反应类型,9,三种光敏色素反应类型的比较,10,光敏色素在形态建成中，依反应速度分 快反应：受R、FR可逆调节，转板藻叶绿体运动 慢反应：不可逆，包括蛋白质合成，如莴苣种子萌发（一）膜假说,五 光敏色素的作用机理,11,红光 光敏色素活化所启动一系列反应导致形态建成的模式图 Pf LowCa2+10-6M Ca2+Ca2+非活性钙 Ca2+调蛋白 Ca2+-ATP酶 活化酶 NAD激酶 Ca2+Ca2+蛋白激酶 Ca2+Ca2+活性的Ca2+钙 Ca2+Ca2+调蛋白复合体 形态 Ca2+Ca2+建成 酶-Ca2+钙调蛋白复合体 作用,膜假说实质：光敏色素接受R后引起膜电位变化证明膜电位变化证据：“棚田效应”（二）基因调节假说,13,棚田效应(Tanada effect)：指离体绿豆根尖在红光下诱导膜产生少量正电荷，所以能粘附在带负电荷的玻璃表面，而远红光照射则逆转这种现象。,思考,如何判断一生理过程是否与光敏色素有关？,15,UVC 200280nm，被臭氧层吸收 紫外光UV：UVB 280320nm，部分穿过大气层 UVA 320400nm，穿过大气层一 蓝光反应 高等植物向光性反应、藓类及被子植物叶绿体向光性反应、花青素苷色素诱导合成、茎生长的抑制作用等 隐花色素：接受蓝光(425nm-490nm)、近紫外光(320nm-400nm，A区)的光受体，由生色团和蛋白质组成，作用光谱在400500nm呈“三指状态”,第五节 蓝光和紫外光反应,16,蓝光反应与诱导反应的比较,蓝光反应：受体是隐花色素，最大吸收峰为蓝光、近紫外光，只有慢反应，不可逆，需光照强度比光敏色素大，反应与光强有关 诱导反应：受体是光敏色素，最大吸收峰为R（660nm）和FR（730nm）有慢反应、快反应，有可逆和不可逆反应，需光弱，反应与光强无关。二 紫外光-B反应 吸收280320nm紫外光，受体为紫外光-B区光受体，高峰值290nm。,17,
