第9章 植物的光形态建成（2）--202411.pptx

第9章植物的光形态建成生命科学学院任课教师：崔艳

光形态建成的概念植物光形态建成

光形态建成的概念光控制细胞的生长分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的形态建成，称为光形态建成(photomorphogenesis)，也称为光控制发育。

1光受体2光形态建成反应3光形态建成的反应机理目录CONTENTS

第一节光受体光受体概念光受体(photoreceptor)：一些微量的能感受光信号，并把这些信号放大，使植物体能随外界光条件的变化做出相应反应的物质。

项目三第一节光受体光受体类型光敏色素（phytochrome）感受红光（redlight,600-680nm）及远红光（far-redlight,710-740nm）隐花色素（phytochrome）、向光素（phototropin）以及ZTL（ZEITLUPE）家族蛋白等感受蓝光（bluelight）及近紫外光（UV-A）区域（390-500nm）UVR8（UVRESISTANCELOCUS8）属于紫外光B（UV-B）受体，感受UV-B区域（280-315nm）的光

重难点光形态建成的概念、光受体的类型、光形态建成反应的类型本章重难点

发现时间：1935?1937年科学家：Flint等研究内容：光质对莴苣种子萌发的影响第一节光受体一、光敏色素研究结论：促进莴苣种子萌发最有效的光是在红光区域（600?700nm），而抑制莴苣种子萌发的光是在远红光区域（720?740nm）。

发现时间：1946?1960年科学家：植物学家Borthwick和物理化学家Hendricks研究内容：美国马里兰州Beltsville美国农业部实验室装置了大型光谱仪，研究不同波长的光照对莴苣种子萌发的影响第一节光受体一、光敏色素

发现第一节光受体一、光敏色素研究结论：促进莴苣种子萌发最有效的光是波长约为660nm的红光，抑制其萌发最有效的光是波长约730nm的远红光。

发现第一节光受体一、光敏色素光处理萌发率/%光处理萌发率/%R70R-FR-R-FR6R-FR6R-FR-R-FR-R76R-FR-R74R-FR-R-FR-R-FR7交替的暴露在红光（R）和远红光（FR）下的莴苣种子萌发率研究结论：用红光和远红光交替地照射莴苣种子，种子萌发的促进或受抑制决定于最后照射光的波长，而与交替的次数无关。

发现时间：1959年科学家：Butler等研究内容：研制出双波长分光光度计测定黄化玉米幼苗的吸收光谱第一节光受体一、光敏色素研究结果：幼苗经红光照射后，其红光区域吸收减少，而远红光区域的吸收增加；反之，照射远红光后，其远红光区域吸收减少，而红光区域吸收增加，这种吸收光谱可以多次可逆的变化。研究结论：吸收红光和远红光并且可以互相转化的光受体是具有两种存在形式的单一色素。

发现时间：1960年科学家：Borthwick等主要贡献：将色素成功分离并命名为光敏色素(phytochrome)。其红光吸收形式为Pr（redlight-absorbingform,Pr），远红光吸收形式为Pfr（far-redlight-absorbingform,Pfr）。第一节光受体一、光敏色素Pr:生理失活型Pfr：生理激活型

结构与化学性质第一节光受体一、光敏色素易溶于水的色素蛋白，蓝色或蓝绿色，2个亚基组成二聚体。单体色素蛋白（全蛋白）=脱辅基蛋白+生色团/光敏色素质（PΦB）生色团：长链状的4个吡咯环，它以硫醚键结合到120~127kDa多肽端的半胱氨酸残基上。

结构与化学性质第一节光受体一、光敏色素光敏色素生色团的生物合成是在黑暗条件下进行。生色团在质体中合成后被运送到细胞质中，与脱辅基蛋白质装配形成光敏色素结合蛋白。P239

结构与化学性质第一节光受体一、光敏色素P238

结构与化学性质第一节光受体一、光敏色素Pr吸收660nm红光，转化成Pfr。Pfr吸收730nm远红光，转化成Pr。

结构与化学性质第一节光受体一、光敏色素在拟南芥中克隆了5个脱辅基蛋白质基因，分别为PHYA、PHYB、PHYC、PHYD和PHYE。PHYA：光下不稳定类型（phyⅠ）光敏色素PHYB、PHYC、PHYD：光下稳定类型（phyII）光敏色素

光敏色素信号转导第一节光受体一、光敏色素Pr比较稳定，Pfr不稳定。在黑暗条件下，Pfr会逆转为Pr，使Pfr浓度降低；Pfr也会被蛋白酶降解。Pfr一旦形成，即和某些物质（X）反应，生成Pfr·X复合物，经过一系列信号放大和转变过程，产生可观察到的生理反应。

光敏色素分布第一节光