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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 生物医药区 » 生物科学 » 综合其他 » 求大神指点光对植物形态建成机理的分析
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5896

金虫 (正式写手)

[求助] 求大神指点光对植物形态建成机理的分析已有2人参与

生物物理的老师留了道题：光对植物形态建成的机理？  这个东西百度知网都查了，几乎没有这方面的解答啊，貌似这个东西还没有明确的解释，求大神们给说说，要求五百字以上，要交作业了，金币不多，谢谢参与！
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1楼2014-04-14 21:32:21
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starseacow

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
5896: 金币+10 2014-04-15 12:08:37
这类知识去百度和知网找不到什么有用信息，一般信息可以找本植物生理学看看，想追求最新进展，可以参考几篇比较新的综述，应付你老师的作业，随便找个点阐述一下就行了
Photomorphogenesis—from One Photoreceptor to 14: 40 Years of Progress
Mol. Plant (2012) 5 (3): 531-532
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植物生理群69993869，为避免广告，申请加入请提供木虫昵称，院校及专业信息
2楼2014-04-14 23:55:41
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liuderong

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
5896: 金币+20 2014-04-15 12:08:51
5896: 金币+20 2014-04-17 20:09:25
我特别奇怪这问题怎么由一个教生物物理的老师提出，他自己搞清楚这个问题了吗？
植物光形态建立涉及的内容很广，当前世界顶尖的科学家也仅能搞清楚其中的某一个小方面内容，我就从我研究的这个侧面写一点自己的看法，也当是交流交流。
1.植物光受体
要说光形态就不能不提光受体。光受体是植物感受光的受体蛋白，目前已证实的植物光受体包括3类：光敏色素（phytochrome），接收红光和远红光信号；隐花色素或称蓝光/紫外光-A受体（cryptochrome或blue/UV-A receptor），接收蓝光和330—390nm的紫外光；紫外光-B受体（UV-B receptor），接收280—320nm的紫外光。其中蓝光受体CRY是重要的光受体，在植物中调控开花时间、生物节律性、气孔开放和气孔发育等重要生理过程。没有光受体的植物就类似于瞎子，感受不到自然界的光，这种条件下就没有所谓的“光形态建立”了。
2.光受体介导的信号通路
植物借助光受体感受光后如何将光信号转换成植物自身的信号，这一直都是该领域研究的重点和难点，目前也依然有很多未解开的谜题。上述三种光受体借助不同的信号通路传导自己感受的光信息，这些通路有自己独特的地方，但也相互交叉在一起，形成一个错综复杂的调控网络。目前的研究水平还无法完全理清这个复杂的网络，不少地方甚至还是相互矛盾的。有鉴于此，本人仅以其中研究得最为深入的蓝光受体（CRY）通路为例展开陈述，以一窥植物光形态建立的机理。

以拟南芥为例，目前已发现的CRY有3个，CRY1、CRY2和CRY3，其中CRY1和CRY2在植物细胞核中发挥功能，而CRY3则可能在叶绿体和线粒体中起作用。目前有关CRY的研究集中在CRY1和CRY2上，涉及CRY3的较少。CRY1和CRY2至少通过两条途径将光信号传入细胞内：一是依赖蓝光的基因表达调控；二是依赖蓝光的抑制蛋白水解。

2.1依赖蓝光的基因表达调控
CRY2-CIB途径可谓是CRY调控基因表达的经典代表。CIB1是CIB家族的一个成员，同时也是一个转录因子，它通过启动开花基因FT发挥功能，而FT基因则是促进植物开花的基因。CRY2感受光信号后与CIB1结合，形成的复合物同FT基因的启动子结合，启动FT基因的转录，调控植物开花。最先的研究资料显示，除CIB1外，其他的CIB如CIB2、CIB3、CIB4和CIB5等均有可能和CRY-CIB1复合物结合，共同调控植物开花。

2.2依赖蓝光的抑制蛋白水解
CRY-SPA1/COP1复合物并不是通过直接调控基因表达来传递光信号，而是通过抑制蛋白水解发挥功能。SPA1和COP1都是泛素复合物中的E3蛋白，可以引导蛋白的降解。CRY1通过蓝光抑制COP1的活性，进而阻止它降解HY5和HYH等调控植物下胚轴长度的蛋白；而CRY2则可以依赖蓝光抑制COP1的活性，进而阻止COP1对CO的降解。CO是一个调控植物生物钟的蛋白，可通过激活调控FT基因的转录因子进而启动FT基因转录，最终使植物开花提前。

3.植物光形态建立范例
植物不同组织的形态建成依赖不同的基因调控，单由CRY介导的基因就占植物总基因的5-25%，在这里我们不可能把所有的基因都陈列出来。下面就以植物幼苗发育阶段为例说明植物光形态的建立。
植物种子在黑暗条件下也可以发芽，光形态的建立从这里便开始了。植物发芽后如果依然处在黑暗中（比如埋在土里），则CRY无法感受光信号，不能启动下游代谢途径，此时受CRY信号通路抑制的一些激素基因如GA等便大量表达，促使植物下胚轴迅速伸长，一直伸长到CRY能感受到光的地方（也就是植物长出地面）。CRY感受光后即抑制上述激素的生成，使植物生长变慢，同时促使其他基因的表达，合成叶绿素或其他生长所需物质......
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3楼2014-04-15 10:58:40
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5896

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by liuderong at 2014-04-15 10:58:40
我特别奇怪这问题怎么由一个教生物物理的老师提出，他自己搞清楚这个问题了吗？
植物光形态建立涉及的内容很广，当前世界顶尖的科学家也仅能搞清楚其中的某一个小方面内容，我就从我研究的这个侧面写一点自己的看法 ...

生物物理不是设在物理学院嘛，这学期给那方面的老师给我们上“物理因子的生物效应”这门课，纯属扯的课，没笔试，只交这种类型的作业算成绩，非常感谢您的指教！
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4楼2014-04-15 12:07:24
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ranran0913ai
5楼2015-04-10 18:52:31
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