Регулирование роста светом. Спектрофотометрическое определение фитохрома

Вы находитесь: Регулирование роста светом

Для определения содержания фитохрома в растительной ткани можно использовать двухволновой спектрофотометр.

1. Кювету наполняют кусочками растительной ткани (или экстрактом из них) и облучают красным светом (660 нм) высокой интенсивности. Примерно минутного актиничного облучения достаточно для предельной степени превращения Фк в Фдк.

2. Поглощение (П), называемое также оптической плотностью (ОП), измеряют попеременно при 660, 730, 660 нм и т. д. измеряющий пучок имеет малую интенсивность, а каждое облучение настолько кратковременно, что не вызывает значительного превращения пигмента.

[ОП при 660 нм - ОП при 730 нм] после облучения актиничным светом с длиной волны 660 обозначают АОП660-

3. Затем ткань в кювете облучают дальним красным светом {730 нм) высокой интенсивности. Продолжительность актиничного облучения должна быть достаточна для предельной степени превращения Фдк в Фк.

4. Повторяют этап 2.

[ОП при 660 нм - ОП при 730 нм] после облучения актинич-ным светом обозначают АОП730.

5. АОП660-ДОП730=А(АОП) есть мера содержания фито-хрома в растительной ткани.

Из рис. 11.9 видно, что и Фк, и Фдк имеют широкие спектры поглощения, которые перекрываются в красной и дальней красной областях (660-730 нм) и в синей области (400-460 нм). Поэтому любая радиация в этих участках спектра превращает какую-то часть фитохрома в форму Фда. Красный свет с длиной волны 660 нм наиболее эффективен и образует 75% Фда, в то время как дальний красный свет с длиной волны 730 нм наименее эффективен и дает лишь 2% Фдк. Длины волн между 600 и 730 нм и синий свет обладают промежуточной эффективностью.

Поскольку в ткани, выращенной в темноте, весь фитохром представлен в форме Фк, фактически любое облучение повышает уровень Фдк. Исключение составляет зеленый свет с длиной волны 500-550 нм, так как ни Фк, ни Фдк существенно не поглощают этих лучей. Поэтому в опытах с фитохромом зеленый свет используют как 'безопасный'.

Превращения Фкч=Фдк действуют как метаболический механизм, включающий и выключающий определенные реакции. Это переключение косвенно регулирует множество биофизических, биохимических, гистологических и морфологических процессов в растениях (рис. 11.11). Многие из наступающих изменений происходят после первого воздействия света на этиолированный проросток, когда некоторая часть его фитохрома переходит в форму Фдк. Эти изменения, обобщенно называемые деэтиоляцией, помогают растению адаптироваться к свету. При этом изменяется активность многих ферментов и содержание растительных гормонов, из этиопластов развиваются хлоропласта, происходит синтез хлорофилла, каротиноидов и антоциановых пигментов из предшественников. После позеленения этиолированных проростков система фитохромов продолжает влиять на рост и развитие растения в течение всей его жизни. Взаимопревращения Фк и Фдк не только влияют на индукцию цветения у растений как короткого, так и длинного дня, но и участвуют также в регулировании клубнеобразования, покоя, опадения листьев и старения. Однако эффект превращений фитохрома в растениях, выросших на свету, зависит также от времени воздействия света. Чувствительность таких растений к определенным формам фитохрома имеет ритмический характер. Эта интересная проблема будет рассмотрена в следующей главе.