Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
WYKŁAD: FITOCHROM - 5 -
Czynniki zewnętrzne wpływające na wzrost roślin:
- światło
- temperatura
- woda
- makro- i mikroelementy
Woda: dostępność wody i uwodnienie tkanek ma duże znaczenie, szybko ogranicza wzrost.
- ważna dla przemian metabolicznych
- decyduje o sile rozciągającej ściany
- odpowiada za wzrost ilościowy – nieodwracalne zmiany objętości; przyrosty suchej masy są znacznie mniejsze
Temperatura:
- zbyt wysoka powoduje zachwianie gospodarki wodnej na skutek podsychania (wyparowywania z roślin)
- reguluje wzrost z uwagi na zależność aktywności enzymatycznej od temperatury – są 3 punkty kardynalne (minimum, optimum, maksimum); zgodnie z regułą van’t Hoffa wzrost temp. o 10°C pomiędzy minimum a optimum powoduje dwukrotny wzrost tempa procesu; wzrost temperatury powyżej optimum hamuje proces
- optimum harmonijnego wzrostu jest nieco niższe od optymalnej temperatury bezwzględnej dla wzrostu (optimum harmonijne dotyczy równomiernego, zrównoważonego wzrostu wszystkich części rośliny – wrażliwość tkanek jest różna)
Światło:
- działa pośrednio poprzez fotosyntezę
- hamuje wzrost elongacyjny (rośliny etiolowane są bardzo wydłużone)
- stymulacja wzrostu blaszki liściowej (etiolowane mają blaszki zredukowane)
- słabsze tworzenie ścian wtórnych
slajd 2/23
regulacja wzrostu :
- bliska czerwień (630-680nm) – hamuje elongację pędów
- daleka czerwień (710-740nm) – odwraca efekty bliskiej czerwieni
fotoreceptor: fitochrom (chromoproteina)
2 formy:
Pr – absorbuje światło bliskiej czerwieni (red)
Pfr – absorbuje światło dalekiej czerwieni (far red)
fotokonwersje – zmiany bardzo szybkie
wolna przemiana Pfr w Pr w ciemności (kilkanaście godzin)
aktywna fizjologicznie jest forma Pfr – ulega szybszej lub wolniejszej degradacji (szybka – nie jest możliwe odwracanie efektów bliskiej czerwieni przez daleką)
na świetle ustala się pewien stan stacjonarny 93% Pfr, 7% Pr (stan stacjonarny jest istotny dla aktywności Pfr)
slajd 3/23
maksimum absorpcji światła czerwonego przez Pr wynosi 666nm,
a światła dalekiej czerwieni przez Pfr 730nm
slajd 4/23
Dystrybucja fitochromu w etiolowanych siewkach.
najwyższe stężenie cząsteczek fitochromu występuje w apikalnych, merystematycznych częściach epikotylu i korzenia, które charakteryzują najgwałtowniejsze zmiany rozwojowe.
slajd 5/23
Zmiany w strukturze fitochromu spowodowane światłem.
- Część chromatoforowa to fitochromobilina zbudowana z 4 pierścieni pirolowych połączonych łańcuchowo (układ bilanu).
-
- Po absorpcji światła ostatni pierścień przechodzi z pozycji cis w trans. Ma to przeniesienie na wyższorzędową strukturę apoproteiny – następuje sekwestracja fitochromu w komórkach (cząsteczki z luźnego ułożenia w cytoplazmie przechodzą w regularne ustawienie pod plazmolemmą).
slajd 6/23
Genetyczna regulacja syntezy fitochromu
- Apoproteina kodowana jest przez 5 (A-E) jądrowych genów PHY.
- Część chromatoforowa kodowana jest przez geny plastydowe; synteza w plastydach.
- Asocjacja apoproteiny i fitochromobiliny ma charakter spontaniczny, nie enzymatyczny, zachodzi w cytoplazmie – powstaje fitochrom Pr
- Pod wpływem światła Pr przechodzi w Pfr
slajd 7/23
Istnieją dwie formy fitochromu – A i B, które różnią się stabilnością.
Fitochrom A (labilny)
- syntetyzowany w formie Pr (na świetle czerwonym przechodzi w Pfr)
- kodowany przez gen PHY A
- jego poziom kontrolowany jest przez 3 czynniki:
- degradację mRNA (jest mało stabilne)
- degradację formy Pfr (ubikwitynacja, wymaga nakładu energii – ATP)
- reakcje wywoływane przez Pfr hamują ekspresje genu
- reakcje, w których pośredniczy nie są odwracalne przez daleką czerwień (Pfr nie może przejść w Pr)
Fitochrom B (stabilny)
- kodowany przez geny PHY B – E
- syntezowany znacznie wolniej
- zarówno mRNA jak i białko formy Pfr są stabilne
- ekspresja genów nie podlega hamowaniu przez Pfr
- reakcje odwracalne
slajd 9/23
Typy reakcji regulowanych przez fitochrom.
lreakcje bardzo nisko energetyczne VLFRl
- natężenie światła bardzo niskie – świecenie gwiazd w nocy
- reakcje nieodwracalne
- odpowiada za nie fitochrom labilny
lreakcje nisko energetyczne LFRl
- natężenie światła 1-1000μmoli/m2 – światło podczas średnio słonecznego dnia
- reakcje odwracalne
- odpowiada za nie fitochrom stabilny
- większość reakcji wzrostowych i rozwojowych zależnych od światła
lreakcje wysoko energetyczne HIRl
- wysokie natężenie światła, działające w sposób ciągły
- siła reakcji zależy od natężenia światła
- odwracalne lub nieodwracalne
- stabilny bądź labilny
slajd 10/23
Reakcje niskoenergetyczne LFR
wywoływane przez światło czerwone, odwracane lub hamowane przez daleką czerwień
slajd 11/23
- indukcja kiełkowania siewek sałaty
- wywoływana przez naświetlenie światłem czerwonym
- zawsze gdy cykl naświetleń kończyło światło czerwone – stymulacja
- gdy cykl naświetleń kończyła daleka czerwień – hamowanie
slajd 12/32
- typowe fotoodwracalne reakcje kontrolowane przez fitochrom:
GATUNEK
STADIUM ROZWOJOWE
EFEKT ŚWIATŁA CZERWONEGO
sałata
nasiona
indukcja kiełkowania
owies
etiolowane siewki
indukcja de-etiolacji (np. rozwój liści)
gorczyca
siewki
indukcja powstawania primordiów (zawiązków liści), rozwoju pierwszych liści
groszek
wyrośnięta roślina
hamowanie wzrostu elongacyjnego łodygi
chryzantema
wyrośnięta roślina
hamowanie zakwitania (reakcja fotoperiodyczna)
sosna
siewka
wzmożona synteza chlorofilu
Polytrichium (mszak)
sporofit
indukcja replikacji plastydów
Mougeotia (glon)
dojrzały gametofit
indukcja zmiany orientacji chloroplastów w kierunku światła
slajd 13/23
- za wywoływanie efektu odpowiada Pfr
...