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Biology
Chapter 36: Plant Responses to the Environment
36.2:
光感受器与植物对光的反应
光在调节植物的生长发育中起着重要的作用。除了为光合作用提供能量外,光还提供了其它重要的线索来调节植物的一系列发育和生理反应。
什么是光感受器?
植物使用一组独特的光敏蛋白(称为光感受器)对光作出反应。光感受器包含光色素,由一种蛋白质成分组成,该成分与一种称为色度的非蛋白质、吸光颜料结合。有几种不同类型的光感受器,它们在氨基酸序列和色光源类型上各不相同。这些类型对不同的特定波长的光最大反应,从紫外线B(280-315纳米)到远红(700-750纳米)。色度对光的吸收引起光感受器的结构变化,触发一系列信号转导事件,导致基因表达变化。
植物色光系统
植物中存在许多类型的光感受器。植物色光是一类光感受器,它感知红色和远红光。植物色光系统充当自然光开关,使植物能够对环境光的强度、持续时间和颜色做出响应。
植物色素系统在光形态发生中起着重要作用——植物的生长发育对光的反应。明亮的阳光比远红的光含有更多的红灯。叶绿素强烈地吸收红光,因此阴影植物区域比红灯接收更多的远红光。
植物使用植物色素来适应它们的生长,以响应红色和远红的光。在阴影区域暴露在远红光下,会触发茎和叶柄的伸长,以寻找光。另一方面,暴露于未过滤的阳光的红色波长可促进横向生长和分枝。
在种子发芽时 根
伸进土壤 新梢向着光线伸出
植物还会调整生长来最大限度增加光照
植物是如何感觉光的方向和质量的?
光感受体 也叫光感受器
介导植物对光反应
光感受器包含的一种蛋白质成分
与一种名为发色团的吸光色素相结合
植物可能同时拥有多个光感受器的
家族或变体
它们共同作用 对光谱中从紫外线
到远红外区域的
光的波长作出响应
每个特定光感受器中的发色团
能吸收特定波长的光线
造成感受器的结构性改变
光感受器的激活触发植物细胞内的
信号级联放大
由此又会引起影响植物
生长和形态发生的基因表达
例如 植物会利用光敏色素
感光器家族来调整生长响应阴暗
每种光敏色素都有两种截然不同又相互转化的
形式:生理钝化型 简称Pr 和生理活跃型 简称Pfr
Pr吸收红光会很快转变为
活跃的Pfr形式
Pfr吸收远红外光会转变回
不活跃的Pr形式
Pr与Pfr的交替转换
在白天达到一种动态平衡
高大植物会滤掉光谱中的
红光 使得下面的植物接触到的
远红外光多于直射阳光
光敏色素系统让植物得以感应
红光与远红外光的比例
并调整生长
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