第七章 光形态建成.ppt

第七章 光形态建成
第一页，共35页。
1）光是绿色植物光合作用所必需的；
麦子
水稻
光对植物的影响
第二页，共35页。
2）光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境
第三页，共3种类型：
红光吸收型Pr：生理钝化型；
远红光吸收型Pfr：是生理活性型。
Pr型和Pfr型可相互转变 。
Pr Pfr
660nm
730nm
第十一页，共35页。
吸收光谱： Pr吸收峰660nm ， Pfr 730nm
第十二页，共35页。
H+变化
双键变化
Pr和Pfr互变时其生色团的异构化
生色团
脱辅基蛋白
第十三页，共35页。
光敏色素的结构
生理失活型
生理激活型：蛋白质和生色团构象变化（吡咯环D的C15和C16双键旋转进行顺反异构化）
转变包括：生色团光化学反应和黑暗反应（含水条件发生）
第十四页，共35页。
1、种 类：
在高等植物体中至少有两种
类型Ⅰ光敏色素（PhyⅠ）：也称黄化组织光敏色素或光不稳定光敏色素
类型Ⅱ光敏色素（PhyⅡ）：也称绿色组织光敏色素或光稳定光敏色素。
三、光敏色素种类和合成
第十五页，共35页。
多基因家族编码
拟南芥有5个基因 PHYA、B、C、D、E
PHYA----编码类型I光不稳定光敏色素，黄花苗中多，光下抑制
PHYB、C、D、E----编码类型II光稳定光敏素，绿苗多，不受 光抑制
第十六页，共35页。
2、光敏素的生物合成
核 脱辅基蛋白 + 质体 生色团
全蛋白
胞质
光敏色素全蛋白
脱辅基蛋白
生色团
Pr
Pfr
第十七页，共35页。
合成 红光(660nm) [X]
前体 Pr Pfr 〔PfrX〕 生理效应
远红光(730nm)
暗转换 酶降解破坏
总光敏色素：Ptot=Pr+Pfr
光稳定平衡φ= [Pfr]/[Ptot]
~，即光化学反应和暗反应。
经多条信号转导途径
四、光敏色素的光化学转换
第十八页，共35页。
一、分布
光敏色素分布于植物的各个器官中，黄化幼苗中的含量比绿色幼苗多20-100倍，蛋白质多的分生组织中较多（如：根尖等）。主要分布在膜系统中（质膜和核膜）。
第二节 光敏色素的分布、生理作用和反应类型
第十九页，共35页。
二、光敏色素的生理作用
光敏素影响植物一生的形态建成，如：从种子萌发到开花结果等。
第二十页，共35页。
根据光敏色素对光量的需求不同分三类：
*极低辐照度反应（very low fluence response，VLFR）
*低辐照度反应（low fluence response，LFR）
*高辐照度反应（high irradiance response，HIR）
三、光敏色素调节的反应类型：
第二十一页，共35页。
三种光敏色素反应类型的比较
反应类型
红光-远红光可逆
反比定律
作用光谱高峰
光受体
VLFR
否
是
红光、蓝光
PhyA
LFR
是
是
红光、远红光
PhyB
HFR
否
否
黄化苗：远红光、 蓝光、UV-A
绿苗：红光
phyA、隐花色素、phyB
反应程度与光辐照度和光照时间的乘积成正比
光饱和之前
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第三节 光敏色素的作用机理
光敏色素是苏氨酸/丝氨酸激酶，具不同功能区，N末端是与生色团连接区，决定其光化学特性。C末端与信号转导有关。
接受光刺激后，N末端苏氨酸残基磷酸化被激活，再将信号传递给下游不同X组分。
第二十三页，共35页。
光敏色素的激酶性质
ATP
第二十四页，共35页。
光敏色素在形态建成中，依反应速度分
快反应（膜假说）和慢反应（基因调节假说）
快反应：
受R、FR可逆调节，以分秒计。
1 “棚田效应”
2 转板藻叶绿体运