20 Развитие проростков пшеницы при выращивании в синем и красном спектре 2 Фоторецепция

Фотоморфогенез — это зависимые от света процессы роста и дифференцировки растений, определяющие его форму и структуру. В растениях обнаружены две пигментные системы фоторецепторов — фитохром, поглощающий красный свет, и криптохром и фототропин, поглощающие синий свет, с участием которых индуцируются реакции фотоморфогенеза.

Действие красного света

Фитохром определяет фотопериодическую реакцию растений, регулирует начало цветения, опадение листьев, старение и переход в состояние покоя. Красный свет тормозит деление и способствует удлинению клеток, растения вытягиваются, становятся тонкостебельными (густой лес, загущенный посев).

Красные лучи можно разбить на две резко отличающиеся области — собственно красную, пригодную ддя фотосинтеза (Х< 700 нм)*, и дальнюю красную, для фотосинтеза не пригодную (Х> 700 нм). Дальний красный свет и темнота должны приводить к похожим ответам — это сигнал, что условий для фотосинтеза нет.

Для оценки качества и количества квантов в красной области у растений есть фоторецептор фитохром.Фитохром может находиться в двух основных формах: красной Фкр(660) и дальней красной Фдкр(730). «Красные кванты» (Х = 660) поглощаются красной формой фитохрома, и происходит переход Фкр -> Фдкр. Появление Фдкр под действием света с X = 660 нм — сигнал о том, что свет пригоден для фотосинтеза. Дальняя красная форма фитохрома Фдкр переходит в Фкр (1) при действии света с X = 730 нм, и (2) самопроизвольно в темноте (этот переход медленнее). Появление Фкр под действием света с X = 730 нм или в темноте — сигнал о том, что условий для фотосинтеза нет.

Циркадные движения

Листья фасоли, как и лепестки цветков, начинают подниматься до наступления светлого периода, а складываться — до наступления темноты. Причем эти движения сохранялись и при выращивании растений в стабильных условиях среды: непрерывный свет или постоянная темнота и др.

Фотопериодизм

Длиннодневные растения (ДДР) — рожь, ячмень, пшеница и др. зацветают при длине дня больше определенной (критической) продолжительности.

Короткодневные растения (КДР) — просо, соя, рис и др. — зацветают при длине дня меньше определенной (критической) продолжительности.

Действие синего света

Синие и фиолетовые лучи стимулируют деление, но задерживают растяжение клеток. По этой причине растения высокогорных альпийских лугов обычно низкорослы, часто розеточны. Для защиты от ультрафиолетовых лучей криптохром индуцирует у них синтез антоциана, придающего фиолетовую окраску.

Синий свет вызывает фототропический изгиб проростка и других осевых органов растений путем индукции латерального транспорта ауксина.

Цель: Установить характер воздействия синего и красного спектра освещения на рост и развитие проростков пшеницы.

Задачи:

1. Оценить степень увеличения длины и уменьшения толщины проростков под воздействием красного освещения.

2. Оценить степень уменьшения длины и увеличения толщины проростков под воздействием синего освещения.

Вводные пояснения

Считается, что воздействуя на фоторецепторы красный свет может оказывать на растение действие, аналогичное гиббереллину, а синий – аналогичное ауксинам.

Ход работы

Приготовить колпаки из синего, красного и серого (контроль) пластика. Посеять семена пшеницы на проращивание. При появлении всходов накрыть их изготовленными колпаками. По мере роста проростков заносить в таблицу данные по длине и толщине по разным вариантам опыта.

Таблица – Наблюдения за ростками (длина/толщина), подвергающимися воздействию света разного спектрального состава

Варианты опыта	Дата
1) серый (контроль)
2) красный
3) синий