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植物為何在光線不足時(shí)快速向上生長(zhǎng)？ 已有1人參與
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當(dāng)植物以高密度種植時(shí)，它們會(huì)感知到紅光輻射量相對(duì)其它波長(zhǎng)光的減少。這時(shí)，植物可以讓莖伸長(zhǎng)和葉片移動(dòng)避免遮光，這種現(xiàn)象稱之為避蔭綜合癥（SAS）。這種光照的變化起著競(jìng)爭(zhēng)作用，刺激植物開花結(jié)種。但是導(dǎo)致植物莖徒長(zhǎng)，葉面積減小，生物量和產(chǎn)量降低。為了揭開這個(gè)過(guò)程背后的生物學(xué)機(jī)制，荷蘭等國(guó)的科學(xué)家研究了擴(kuò)展素和木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶（XTH）相關(guān)的光調(diào)控現(xiàn)象。 2010年8月，Sasidharan等科學(xué)家研究了擬南芥避蔭期間的關(guān)鍵蛋白和光調(diào)控現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁的調(diào)節(jié)機(jī)制促進(jìn)葉柄的伸長(zhǎng)反應(yīng)。避蔭期間擬南芥對(duì)低的紅光-遠(yuǎn)紅光和綠光表現(xiàn)出典型的避蔭特征：葉柄伸長(zhǎng)和葉片偏向下生長(zhǎng)。使用非損傷微測(cè)技術(shù)測(cè)定了非質(zhì)體的質(zhì)子流速（H+ flux），綠光遮光處理葉柄后質(zhì)子流在幾分鐘內(nèi)快速地外流到非質(zhì)體中，而白光沒有這種明顯的反應(yīng)。非質(zhì)體的酸化為細(xì)胞壁調(diào)節(jié)蛋白如擴(kuò)展素和XTHs的活化提供了酸性環(huán)境。紅光-遠(yuǎn)紅光正調(diào)控5個(gè)XTH基因(XTH9, -15, -16, -17, and -19)，后四個(gè)基因和XTH22對(duì)綠光遮光表現(xiàn)出顯著的上調(diào)反應(yīng)。 這項(xiàng)研究說(shuō)明擬南芥能夠清楚地區(qū)分不同類型的光信號(hào)，且對(duì)他們的反應(yīng)不同，同時(shí)影響XTH的活性。非質(zhì)體在綠光條件下的快速酸化為細(xì)胞壁的伸長(zhǎng)和擴(kuò)展提供了有利的環(huán)境，這為人們理解在叢林或者高密度種植的田地中植物為何快速向上生長(zhǎng)提供了合理的解釋。 ![\"植物為何在光線不足時(shí)快速向上生長(zhǎng)](\"https://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/0127/w73h4332357_1453897051_448.jpg#opennewwindow\") 圖注：擬南芥葉柄夾角對(duì)遮光信號(hào)的反應(yīng)。擬南芥葉柄非質(zhì)體對(duì)綠光遮光的反應(yīng)，綠光導(dǎo)致質(zhì)子外流，質(zhì)外體酸化。 關(guān)鍵詞：擴(kuò)展素(expansins); xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTHs)木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶/水解酶; 非損傷微測(cè)技術(shù)(MIFE). 參考文獻(xiàn)：Sasidharan R, et al. Plant Physiology, 2010, 154: 978–990. 注：非損傷微測(cè)技術(shù)(NMT)包括：SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE®等。 版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！ |
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2樓2016-01-28 10:00:02
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