光敏色素在形态建成中.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6600.8吸0.6Pr730光率0.4Pfr0.2红光远红光0300400500600700800波长(nm),光敏色素的结构ProOHRRH15HisNCD多SerABNN肽Cys5N10HHOHisSHLeu硫醚键PfOGln红光DNProOHRR15HHisNCH多SerABN肽Cys5N10HHisSHLeu硫醚键PfrGln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、EPHYA-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PrPfrPfrX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PfLowCa2+10-6MCa2+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(Tanadaeffect)：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,UVC200280nm，被臭氧层吸收紫外光UV：UVB280320nm，部分穿过大气层UVA320400nm，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