光敏色素是一种存在于植物当中的元素,一般分布在各种子午的根尖部位比较多,大多数的光敏色素只有在黑暗中才能够合成,有的在光亮处和黑暗处都可以合法,这样就区分了光敏色素的两种类型。光敏色素在植物成长的过程中起着很重要的作用,具体的大家可以来了解下。
一、光敏色素
吸收红光-远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质),称之为光敏色素(phytochrome)。
光敏色素分布在植物各个器官中,黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗多20~100倍。禾本科植物的胚芽鞘尖端、黄化豌豆幼苗的弯钩、各种植物的分生组织和根尖等部分的光敏色素含量较多。一般来说,蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素。在细胞中,胞质溶胶和细胞核中都有光敏色素。
二、类型
光敏色素在植物体内至少存在两种类型(Furuya,1993):一种在黄化幼苗中含量较高,在黑暗中才能合成,而在光下不稳定,成为黄化组织光敏色素(etiolate tissue phytochome,Phy Ⅰ),它的吸收峰在666nm;另一种以绿色组织为主,在光下相对稳定,且在光下和暗中均可合成,称为绿色组织光敏色素(green tissue phytochome,PhyⅡ),吸收峰652nm。分子生物学实验表明,被子植物中存在光敏色素基因(称作PHY)家族。例如玉米的PHY数目2~4个,燕麦的PHY数超过4个。在拟南芥幼苗中发现了5种不同的光敏色素基因,分别被命名为PHYA、PHYB、PHYC、PHYD、PHYE。其中PHYA编码的蛋白phyA属PhyⅠ型光敏色素,接收波长700~750nm连续远红光,对光不稳定,在光下,其mRNA的活性受到抑制。其余四种基因编码的蛋白phyB、phyC、phyD、phyE属光敏PhyⅡ型光敏色素,具有高度的光稳定性,不受光的影响,接收600~700nm红光,属组成型表达。至今已证明,PHYA、PHYB基因编码的蛋白可组装成全光敏色素phyA、phyB,phyA主要控制远红光对幼苗下胚轴的伸长作用,而phyB主要控制红光对幼苗下胚轴的抑制作用。
三、作用
光敏色素的生理作用甚为广泛,它影响植物一生的形态建成,从种子萌发到开花、结果及衰老。
高等植物中一些由光敏色素控制的反应
1.种子萌发 6.小叶运动 11.光周期 16.叶脱落
2.弯钩张开 7.膜透性 12.花诱导 17.块茎形成
3.节间延长 8.向光敏感性 13.子叶张开 18.性别表现
4.根原基起始 9.花色素形成 14.肉质化 19.叶片张开(单)
5.叶分化和扩大 10.质体形成 15.偏上性 20.节律现象
光敏色素接受光刺激到发生反应的时间有快有慢。快反应以秒计,如棚田效应(Tanada effect)和转板藻叶绿体运动。棚田效应指离体绿豆根尖在红光下诱导膜产生少量正电荷,所以能黏附在带负电的玻璃表面,而远红光则逆转这种黏附现象。慢反应则以小时和天数计,例如,红光促进莴苣种子萌发和诱导幼苗黄化反应。