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Light. 紫外 <400nm. 红外 >760nm. 可见光： 400 ～ 760nm. Chl b. Chl a. 藻胆红素. 细菌叶绿素. β - carotene. Light for Photosynthesis. 可见光： 400 ～ 760nm. Light for Photomorphogenesis. 紫外 <400nm. 可见光： 400 ～ 760nm. 红外 >760nm. Photomorphogenesis is controlled by:. Red: 622-720 nm Far red ： 730-820 nm.

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Presentation Transcript

  1. Light 紫外<400nm 红外>760nm 可见光：400～760nm

  2. Chlb Chl a 藻胆红素 细菌叶绿素 β- carotene Light for Photosynthesis 可见光：400～760nm

  3. Light for Photomorphogenesis

  4. 紫外<400nm 可见光：400～760nm 红外>760nm Photomorphogenesis is controlled by: Red: 622-720 nm Far red：730-820 nm Blue: 400-500 nm Ultraviolet: 200-390 nm 物理上的红光 622-760 nm

  5. UVR（Ultraviolet Ray 200-390 nm） • UVA 320－390nm 100%到达地面, 穿透玻璃 • UVB 280－320nm 不足2%到达地面（被臭氧层吸收），较长波长穿透玻璃 紫外消毒灯发出UVC， 不能穿透大部分玻璃及塑料 • UVC 200－280nm 完全被臭氧层吸收，不能到达地面

  6. Light for Photomorphogenesis

  7. 光形态建成 Photomorphogenesis

  8. Lecture 22 Photomorphogenesis Outline 红光受体 光敏色素 蓝光受体 隐花色素 向光素 玉米黄素

  9. 光敏色素 Phytochrome 结构 光化学性质 介导的反应类型 作用机理 生理作用

  10. 结构 * 色素蛋白 * 二聚体 * 每个亚基包括 生色团 脱辅基蛋白

  11. 生色团 - 四个吡咯环非环式连接 - 吸收光

  12. 脱辅基蛋白 - 多基因家族 - 拟南芥中至少存在 5种脱辅基蛋白基因： PHYA，PHYB，PHYC，PHYD，PHYE - 不同基因在不同时间和空间表达

  13. 光化学性质 根据生色团不同的光吸收，分为： Pr 红光吸收型 Pfr 远红光吸收型 最大吸收 666 nm 最大吸收 730nm

  14. 光化学性质

  15. 光化学性质 Pr和Pfr相对含量 取决于环境中 红光、远红光的含量

  16. 光稳态平衡 φ＝ Pfr / Ptotal

  17. Pr 和 Pfr吸收光谱有重叠 φ＝ Pfr / Ptotal 饱和红光，φ ≠ 1 饱和远红光，φ ≠ 0

  18. Phytochrome • 介导的反应类型 根据反应所需的光强（光密度，µmol·m-2 ）分类

  19. 低辐照度反应 (LFR)——光可逆 例：红光促进 莴苣种子萌发 ?

  20. 低辐照度反应 (LFR)——光可逆

  21. 极低辐照度反应 VLFR ——光不可逆 例：红光诱导拟南芥种子萌发 ?

  22. 天仙子 莴苣 芥末 高粱 高辐照度反应 HIR - 连续红光或远红光反应 - 光不可逆 矮牵牛

  23. Phytochrome 结构 光化学性质 介导的反应类型 作用机理 生理作用

  24. 生理作用——调控植物的生长发育

  25. Pfr：activated form Pr: inactivated form • 作用机理 早期的解释 （王宝山，P191）

  26. 作用机理 PHY是光调节 蛋白激酶 具有光受体 和激酶双重性

  27. 作用机理

  28. 作用机理 Pfr： - 少部分留在细胞质 介导快速反应 - 大部分进入核 调节基因表达 膜假说 基因调 节假说

  29. 膜假说 红光照射下，细胞质中Pfr改变细胞膜特性。 (1) 红光影响膜电位 * 燕麦根表面照光4.5s 就可检测到膜超极化； * 巨藻照光1.7s 发生膜的去极化。 * 绿豆根尖照光细胞膜电位变化——棚田效应

  30. 棚田效应？ （王宝山，P192）

  31. 膜假说 (2) 光改变膜透性 有叶枕叶片的就眠运动

  32. 作用机理 基因调节假说 部分Pfr从胞质转移到核内， 与转录调节因子相互作用， 直接作用于某基因的启动子。 细胞核途经

  33. Lecture 22 Photomorphogenesis Outline 红光受体 光敏色素 蓝光受体 隐花色素 向光素 玉米黄素 Responses to blue-light and UVA

  34. 隐花色素 Cryptochrome 黄素蛋白 脱辅基蛋白：N结构域、C结构域 生色团：FAD或蝶呤 通常以二聚体形式存在 广泛存在于动植物

  35. 隐花色素 Cryptochrome 拟南芥中的隐花色素 CRY1、 CRY2 、CRY3 隐花色素介导的反应 - 抑制下胚轴伸长 - 促进脱黄化 - 调节近似昼夜节律 - 参与光周期现象

  36. 向光素 Phototropin • 2个重要结构域 光感受结构域 LOV 蛋白激酶结构域 催化自我磷酸化

  37. 向光素 Phototropin • 种类 拟南芥中： PHOT1 PHOT2

  38. 向光素 Phototropin • 介导的反应 - 向光性 PHOT接受蓝光， 通过磷酸化激活生长素横向运输载体， 促进生长素：受光侧→背光侧。 PHOT1和PHOT2都参与向光性运动

  39. 向光素 Phototropin • 介导的反应 - 叶绿体运动 回避反应 聚集反应 PHOT1 & PHOT2 PHOT2

  40. 向光素 Phototropin • 介导的反应 - 气孔开放

  41. 向光素 Phototropin • 介导的反应 - 气孔开放 蓝光→向光素→激活H+-ATPase See Handout

  42. 玉米黄素 Zeaxanthin • 气孔开放 蓝光→玉米黄素 → H+-ATPase磷酸化

  43. 玉米黄素 Zeaxanthin • 追逐太阳运动

  44. Summary

  45. 不同光受体参与相同的光形态建成事件 • PHY和CRY介导光影响莴苣下胚轴伸长

  46. 不同光受体参与相同的光形态建成事件 • PHY和CRY参与近似昼夜节律的调节

  47. THANK YOU

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