Photoperiodism

Chia sẻ: Nguyễn Thị Phương Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

152
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Photoperiodism Nhiều thực vật hạt kín hoa tại cùng một thời gian về mỗi năm. Điều này xảy ra ngay cả khi họ có thể đã bắt đầu phát triển vào các thời điểm khác nhau. hoa của họ là một phản ứng với độ dài thay đổi của ngày và đêm là mùa ra sự kiện. Hiện tượng này được gọi là photoperiodism. Nó giúp thúc đẩy sự thụ phấn chéo. Năm 1920, hai nhân viên của Bộ Nông nghiệp Mỹ, nước thải Garner và HA Allard, phát hiện ra một đột biến trong thuốc lá ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Photoperiodism

Photoperiodism Nhiều thực vật hạt kín hoa tại cùng một thời gian về mỗi năm. Điều này xảy ra ngay cả khi họ có thể đã bắt đầu phát triển vào các thời điểm khác nhau. hoa của họ là một phản ứng với độ dài thay đổi của ngày và đêm là mùa ra sự kiện. Hiện tượng này được gọi là photoperiodism. Nó giúp thúc đẩy sự thụ phấn chéo. Năm 1920, hai nhân viên của Bộ Nông nghiệp Mỹ, nước thải Garner và HA Allard, phát hiện ra một đột biến trong thuốc lá - một loại gọi là Maryland Mammoth - đã ngăn cây ra hoa vào mùa hè khi cây thuốc lá bình thường làm. Mammoth Maryland sẽ không nở hoa cho đến cuối tháng Mười Hai. Thử nghiệm với ánh sáng nhân tạo vào mùa đông và tối nhân tạo vào mùa hè, họ thấy rằng Maryland Mammoth bị ảnh hưởng bởi photoperiod. Bởi vì nó sẽ nở khi t iếp xúc với thời gian ngắn của ánh sáng, họ gọi nó là một ngắn ngày trồng. Một số cây trồng khác ngắn ngày là cúc (nở vào mùa thu)  lúa (Oryza sativa)  cây trạng nguyên  sáng vinh quang (Pharbitis không)  các cocklebur (Xanthium)  Một số cây trồng như rau bina  Arabidopsis  củ cải đường và các  củ cải  hoa chỉ sau khi t iếp xúc với ngày dài và do đó được gọi là lâu ngày các nhà máy . Tuy nhiên các nhà máy khác, ví dụ như cà chua, là ngày trung lập, có nghĩa là, hoa không phải là quy định của photoperiod. Photoperiodism cũng giải thích tại sao một số loài thực vật có thể được trồng chỉ ở một vĩ độ nhất định. Rau bina, cây dài ngày, có thể không hoa ở vùng nhiệt đới bởi vì những ngày  không bao giờ có đủ dài (14 giờ). Cỏ phấn hương, một cây trồng ngắn ngày, không phát triển mạnh ở miền bắc  bang Maine vì đến thời điểm ngày trở nên ngắn, đủ để bắt đầu ra hoa, một băng
giết chết trong apt xảy ra trước khi sinh sản và hình thành các hạt giống được hoàn tất. Photoperiodism trong một cây ngắn ngày Các thí nghiệm với cocklebur đã chỉ ra rằng thời hạn ngắn ngày là một cái gì đó của một cái tên nhầm lẫn, những gì cocklebur nhu cầu là đủ đêm dài . Cockleburs (thích nghi với các vĩ độ của Michigan) sẽ hoa chỉ khi chúng đã được  lưu giữ trong bóng tối ít nhất 8,5 giờ - nhữnggiai đoạn quan trọng . ( A và B ). Gián đoạn của một đêm dài khác bởi ánh sáng - màu đỏ ( 660 nm ) quang là đặc  biệt hiệu quả - ngăn hoa. ( C ), trừ khi nó được theo sau bởi chiếu xạ với màu đỏ xa ( 730 nm ánh sáng) ( D ).  Xem quang phổ của bức xạ điện từ. An tiếp xúc với cường độ cao để ánh sáng đỏ đến nay khi bắt đầu đêm làm giảm  các yêu cầu tối 2 giờ ( E ). Đây là phản ứng trung gian bởi phytochrome. Phytochrome Phytochrome là một homodimer : hai phân tử protein giống  nhau liên hợp với một phân tử hấp thụ ánh sáng (so sánh Rhodopsin ).  Cây làm 5 phytochrome: PhyA , PhyB , cũng như C, D, và E.  Có dự phòng một số chức năng của các phytochrome khác nhau, nhưng cũng có vẻ được các chức năng được duy nhất cho một hay khác. Các phytochrome cũng khác nhau trong họ phổ hấp thụ , có nghĩa là, có bước sóng (ví dụ, màu đỏ xa so với màu đỏ) chúng hấp thụ tốt nhất. Phytochrome tồn tại trong hai hình thức có thể đổi lẩn nhau được  o P R bởi vì nó hấp thụ màu đỏ (R; 660 nm ) ánh sáng; o P FR bởi vì nó hấp thụ rất đỏ (FR; 730 nm ) ánh sáng.
Đây là những mối quan hệ:  o Hấp thụ ánh sáng đỏ của P R chuyển nó thành P FR . o Hấp thụ ánh sáng đỏ xa bởi P FR chuyển nó thành P R . o Trong bóng tối, P FR tự chuyển đổi lại cho P R . Mô hình Hourglass Các hành vi của các phytochrome cung cấp mô hình đầu tiên - được gọi là mô hình đồng hồ cát - của cơ chế của photoperiodism trong cây ngắn ngày. Ánh sáng mặt trời là phong phú hơn trong màu đỏ (660 nm) hơn xa đỏ (730 nm)  ánh sáng, vì vậy ở tất cả các phytochrome mặt trời lặn là P FR . Trong đêm, các P FR chuyển đổi trở lại P R .  Các P R hình thức là cần thiết cho việc phát hành tín hiệu hoa.  Do đó, cocklebur nhu cầu 8,5 giờ của bóng tối, trong đó để  o chuyển đổi tất cả các P FR có mặt tại mặt trời lặn vào P R o thực hiện các phản ứng phụ dẫn đến việc phát hành tín hiệu hoa ( "florigen" ). Nếu quá trình này bị gián đoạn bởi một flash-nm của ánh sáng 660, P R là ngay  lập tức tái phục hồi để P FR và đêm của công việc được hoàn tác ( C ) Một tiếp xúc t iếp theo để xa đỏ (730 nm) ánh sáng chuyển đổi các sắc tố trở lại  P R và các bước dẫn đến sự ra đời của "florigen" có thể được hoàn thành ( D ) Tiếp xúc với ánh sáng đỏ xa dữ dội vào đầu đêm bộ đồng hồ trước khoảng 2 giờ  hoặc lâu hơn bằng cách loại bỏ sự cần thiết cho việc chuyển đổi tự phát của P FR để P R ( E ). Vấn đề với các Model Hourglass Mô hình đồng hồ cát không vào tài khoản cho thực tế là ban đêm t iếp xúc với ánh sáng đỏ làm việc ngay cả sau khi hai giờ của bóng tối khi tất cả các P FR đã được chuyển đổi sang P R . Gần đây làm việc - hầu hết là ở nhà máy dài ngày, cây Arabidopsis - hỗ trợ một mô hình khác nhau của photoperiodism. làm việc này cho thấy các phản ứng photoperiodic được quy định bởi sự tương tác của ánh sáng ban ngày với  nhịp sinh học bẩm sinh của nhà máy.  Mô hình nhịp sinh học Hầu như tất cả các sinh vật nhân chuẩn có nhịp điệu sinh học bẩm sinh. [ Liên kết  để thảo luận .] Đây là các nhịp của các hoạt động sinh học dao động trong khoảng thời gian  khoảng 24 giờ (L. khoảng = về; chết = ngày) ngay cả trong điều kiện môi trường
không đổi (ví dụ như bóng tối liên tục). Trong điều kiện không đổi, các chu kỳ có thể trôi dạt ra khỏi giai đoạn với môi trường.  Tuy nhiên, khi t iếp xúc với môi trường (ví dụ, xen kẽ ngày đêm), nhịp điệu trở nên bị cuốn theo , đó là, họ chu kỳ trong và bước với các chu kỳ của ngày và đêm với một khoảng thời gian chính xác 24 giờ.  Trong Arabidopsis , các cuốn theo nhịp điệu của ánh sáng đòi hỏi phải được phát hiện bởi o phytochrome (hấp thụ ánh sáng màu đỏ) và o cryptochromes (hấp thụ ánh sáng màu xanh). Long-Day thực vật Arabidopsis là một cây trồng dài ngày và đã cung cấp nhiều manh mối về cơ chế tham gia vào phản ứng này photoperiodic. Bất kỳ phản ứng để photoperiod đòi hỏi một phương pháp giữ thời gian, có nghĩa là, một đồng hồ. Cây cảnh, giống như rất nhiều sinh vật khác, có một nhịp sinh học bẩm sinh điều chỉnh các biểu hiện của nhiều gen. Trong số này trong Arabidopsis là CONSTANS ( CO ), một gen mã hóa một ngón tay kẽm nhân tố phiên mã có mức độ tăng mRNA và rơi xuống với một nhịp sinh học. Dịch CONSTANS mRNA sản xuất các yếu tố phiên mã có thể biến một số gen, bao gồm HOA T quỹ tích ( FT ), một gen cần thiết để bắt đầu chuyển đổi của chồi đỉnh thành nụ hoa. [ More ] CONSTANS RNA (mRNA) dồi dào sớm vào buổi sáng,  giảm trong giai đoạn giữa ngày và sau đó  tăng lên đến một đỉnh cao vào cuối buổi chiều.  Tuy nhiên, các CONSTANS protein là nhanh chóng xuống cấp (trong proteasomes ) trong  và giữa phần sáng trong ngày và cũng trong đêm. Các suy thoái gây ra bởi ánh sáng buổi sáng (660 tia giàu nm) là trung gian của B  phytochrome (PhyB). Đến cuối buổi chiều, nếu ngày đã đủ dài, 
phiên mã của CO gen làm tăng sản xuất gia tăng CO mRNA o bản dịch của các mRNA CO CO sản xuất protein nhiều hơn là o không còn bị suy thoái. o Các hiệu ứng này là trung gian bởi sự hấp thu  o màu đỏ (được làm giàu ở xa màu đỏ) ánh sáng của A phytochrome (PhyA) và o ánh sáng màu xanh của cryptochrome. Bây giờ với các protein CONSTANS tích lũy, nó có sẵn để bật các phiên mã gen (ví dụ, FT ) cần thiết cho việc cảm ứng ra hoa này. Trong những ngày ngắn, với bóng tối ngã trước sự gia tăng CONSTANS mRNA, không có đủ CONSTANS protein tổng hợp để kích thích ra hoa. Vì vậy, hoa ở Arabidopsis dường như đòi hỏi sự tương tác của ánh sáng ban ngày và cảm nhận của phytochrome cryptochromes với  nhịp sinh học nội tại của CONSTANS biểu.  Cây ngắn ngày Các vai trò của nhịp sinh học và ánh sáng trong cây ngắn ngày chưa được như được hiểu rõ. Nghiên cứu với gạo, một cây ngắn ngày, cho thấy rằng cơ chế được mô tả cho Arabidopsis có thể làm việc đó là tốt, nhưng với CONSTANS hoạt động như một tiêu diệt của HOA T quỹ tích và do đó như là một chất ức chế ra hoa theo ngày dài. Cây Photoperiodism không chỉ điều khiển ra hoa trong một số cây mà còn ngừng tăng trưởng thực vật và thúc đẩy việc thiết lập các chồi mùa đông như những ngày ngắn dần vào mùa thu. Trong dương lá rung (Populus sp.) kiểm soát này là trung gian của CONSTANS và HOA quỹ t ích T. Các phản ứng trung gian phytochrome để photoperiod xảy ra trong lá. Hoa xảy ra trong các mô phân sinh đỉnh. Một tín hiệu, gọi là florigen , kết nối hai. Liên kết với một cuộc thảo luận của florigen và hoa đáp ứng. Phytochrome cũng làm trung gian tình trạng vàng úa , các -tránh phản ứng bóng [ Liên kết với một cuộc thảo luận ], và có liên quan đến hạt giống nảy mầm .