Przeczytaj
Fitochrom
Światło może wywoływać określone reakcje fizjologiczne u roślin dzięki obecności w nich receptorareceptora, którym jest barwnik o nazwie fitochrom. Fitochrom reaguje na bodziec świetlny, można więc powiedzieć, że jest rodzajem fotoreceptora roślin. Fitochrom pozwala roślinom na odbieranie informacji o długości dni i nocy, dzięki czemu warunkuje reakcje fotoperiodyczne. Związek ten występuje u wszystkich roślin wyższych.
Pod względem biochemicznym fitochrom to chromoproteinachromoproteina, której częścią barwną jest barwnik fikobilinowy. Związek ten wiąże się z białkiem fitochromu dzięki jednemu z aminokwasów – cysteinie.
Oprócz roli w reakcjach fotoperiodycznych (np. zapoczątkowaniu kwitnienia) fitochrom bierze również udział w innych reakcjach roślin na światło. Przykładem jest kiełkowanie nasion, które u niektórych roślin zależy od bodźca świetlnego.
Reakcja fotokonwersji
Fitochrom występuje w dwóch formach biochemicznych i ulega odwracalnej reakcji fotokonwersji, podczas której dwie jego formy przechodzą w siebie nawzajem.
Formą aktywną biologicznie jest ta, która pochłania światło dalekiej czerwieni o długości fali 730 nm. Nazywamy ją fitochromem 730 i oznaczamy skrótem PIndeks dolny frfr (z ang. P – phytochrome; fr – far‑red). Fitochrom 730 pod wpływem światła dalekiej czerwieni przekształca się w drugą, nieaktywną formę fitochromu. Jest to fitochrom 660 określany jako PIndeks dolny rr (z ang. P – phytochrome; r – red). Z kolei fitochrom 660 pod wpływem światła czerwonego o długości 660 nm może przekształcać się w fitochrom 730. Forma aktywna fitochromu jest nietrwała – w ciemności ulega powolnemu przekształceniu do fitochromu 660.
Dzienne światło słoneczne zawiera zarówno promienie czerwone, jak i promienie dalekiej czerwieni. Przekształcanie fitochromu do formy PIndeks dolny frfr jest jednak szybsze niż do formy PIndeks dolny rr.
Skracanie się okresu ciemności sprawia, że na roślinę w większym zakresie oddziałuje światło czerwone, co skutkuje dominacją formy aktywnej, czyli fitochromu 730 (PIndeks dolny frfr).
Powoduje to kwitnienie roślin dnia długiegoroślin dnia długiego i zahamowanie kwitnienia roślin dnia krótkiegoroślin dnia krótkiego.
Z kolei gdy noc się wydłuża, światło dalekiej czerwieni i ciemność powodują wzrost stężenia fitochromu 660 (PIndeks dolny rr) i obniżenie stężenia fitochromu 730 (PIndeks dolny frfr). Niskie stężenie fitochromu 730 (PIndeks dolny frfr) hamuje kwitnienie roślin dnia długiego, a pobudza kwitnienie roślin dnia krótkiego.
Czynniki | Grupa roślin | |||
Rośliny dnia długiego (RDD) | Rośliny dnia krótkiego (RDK) | |||
Stosunek okresów światła do okresów ciemności | krótka noc | długa noc | krótka noc | długa noc |
---|---|---|---|---|
Poziom fitochromu PIndeks dolny frfr i PIndeks dolny rr | wzrost | spadek | wzrost | spadek |
spadek | wzrost | spadek | wzrost | |
Reakcja fotoperiodyczna | zakwitną | nie zakwitną | nie zakwitną | zakwitną |
Indeks górny Tabela przedstawia rolę fitochromu w reakcji fotoperiodycznej roślin. Indeks górny koniecTabela przedstawia rolę fitochromu w reakcji fotoperiodycznej roślin.
Słownik
białko zawierające cząsteczkę barwnika, dzięki któremu możliwe jest pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego w zakresie fal widzialnych; do chromoprotein należą między innymi fitochromy, ale i hemoglobina
struktura komórkowa, a także komórka lub narząd zdolny do odbierania informacji z otoczenia
(RDD) rośliny potrzebujące do indukcji kwitnienia okresu dobowego oświetlenia, który przekroczy pewną krytyczną dla tych roślin wartość; należy do nich np. marchew zwyczajna (Daucus carota)
(RDK) rośliny kwitnące wtedy, gdy przeważa faza ciemna, czyli gdy dobowy okres oświetlenia jest krótszy niż pewna krytyczna wartość; należy do nich np. soja warzywna (Glycine max)