植物光形态建成机制及其应用研究探讨

# 植物光形态建成机制及其应用研究探讨
- 光形态建成概述
  - 基本概念
    - 定义
      - 光调控植物生长
      - 分化与发育的过程
      - 非光合作用能量转化
    - 特征
      - 低光强响应
      - 光受体介导
      - 可逆反应
    - 与光合作用区别
      - 能量需求低
      - 光质特异性
  - 光控发育类型
    - 需光种子萌发
    - 光周期调控开花
    - 避荫反应
    - 向光性运动
- 光受体系统
  - 光敏色素（Phytochrome）
    - 分子特性
      - 色素蛋白结构
        - 生色团
        - 脱辅基蛋白
      - 吸收波段
        - 红光吸收（Pr，λmax=660nm）
        - 远红光吸收（Pfr，λmax=730nm）
    - 作用模式
      - 红光与远红光可逆转换
      - Pfr为生理活化形式
      - 调控基因表达的核定位信号
    - 功能体现
      - 种子萌发调控
      - 幼苗去黄化
      - 开花诱导
      - 生物节律调控
  - 隐花色素（Cryptochrome）
    - 特性
      - 蓝光/近紫外光受体（320-500nm）
      - 辅基组成
        - 含FAD
        - 含蝶呤
    - 生理功能
      - 下胚轴伸长调控
      - 气孔开放调控
      - 开花时间控制
      - 生物钟同步功能
  - 向光素（Phototropin）
    - 结构特征
      - LOV结构域
      - 丝氨酸/苏氨酸激酶活性
    - 功能表现
      - 向光性反应
      - 叶绿体运动调控
      - 气孔开放调控
      - 叶发育调控
  - UV-B受体（UVR8）
    - 作用特点
      - 感知UV-B（280-315nm）
      - 二聚体解离激活
      - 调控次生代谢物合成
- 光信号转导机制
  - 信号传递途径
    - 光受体激活
    - 构象变化
    - 下游信号组分
      - 第二信使系统
        - Ca²⁺
        - cGMP
        - ROS
    - 蛋白磷酸化级联反应
  - 关键调控因子
    - COP/DET/FUS复合体
      - 暗形态建成抑制因子
    - PIFs转录因子
      - phytochrome interacting factors
    - HY5转录因子
      - 光形态建成正调控因子
  - 基因表达调控
    - 光响应元件
      - 例如G-box
    - 染色质重塑
    - 选择性剪接
- 典型光控反应
  - 光控种子萌发
    - 需光种子（如拟南芥、烟草）
    - 红光促进作用
      - Pfr形式激活
      - GA生物合成基因诱导
  - 去黄化反应
    - 特征
      - 下胚轴伸长抑制
      - 子叶扩展
      - 叶绿体发育
    - 红光与蓝光协同作用
  - 避荫反应
    - 光敏色素感知红光/远红光比变化
    - 茎伸长加速
    - 资源向地上部分分配
  - 光周期现象
    - 临界日长感知原理
    - CO-FT调控通路
    - 成花素的合成与运输
- 光与其他信号的互作
  - 与激素的交互
    - GA与光协同促进萌发
    - 乙