fizjologia roślin 11

Sół obniża potencjał wody w glebie, jest susza fizjologiczna. Im mniej wody w glebie, tym mniej CO2 i O2. Hamowanie wzrostu roslin jest jest gdy stęż. CO2 w glebie ma 30%, gdy stęż. O2 spada poniżej 10% jest całkowite zahamowanie wzrostu. Skład atmosfery gazowej, antropopresja, daje wzrost stęż. róznych gazów w atmosferze (emisja gazów), które hamuja rozwój roślin, SO2 w 1 mikromolu/litr powietrza hamował wzrost roślin. Wg malejącej toksyczności Cl2 (chlor u ludzi i zwierzą reguluje wiele procesów życiowych), SO2, NH3, HCN, H2S, jednak w pobliżu czynnych wulkanów jest bogata szata roslinna. Światło warunkuje wzrost roślin, heterotrofy i korzenie niektórych roslin mogą żyć w całk. ciemności (zwierzęta i ludzie potrzebują UV do syntezy wit. D3, światła widzialnego do szukania pokarmu), Naczynia działają jak przewody transmitujące światło, niektóre pasma czerwieni i dalekiej czerwieni wnika do ciała roślin. Fotoautotrofy nie mogą przez dłuższy czas rosnąć bez światła. Jest ono niezbędne do fotosyntezy i powst. materiałów energetycznych i budulcowych. U roslin zielonych światło działa jak czynnik troficzny i ma działanie morfogenetyczne. Niskie natężenie światła nie powodujące fotosyntezy ewpływa na rozwój roslin. Rośliny żyjące w ciemności są wydłużone, mają cienką blaszkę liściową, są wypłowiałe, nie maja chlorofilu. Krótkie oświetlenie roslin zyjących w ciemności natężeniem nieindukującym fotosyntezy ani zmian transpiracji wraca im normalny wygląd. Grzyby pleśniak Mucor i zrywka Pilobolus wydłużają się w ciemności, światło hamuje ich wzrost. Światło u roslin hamuje wzrost łodygi i stymuluje wzrost liści. Najintensywniejszy wzrost jest w nocy. Wzrost zależy od widmaświatła, najintensywniejszy jest w świetle białym, które ma wszystkie długości fal świetlnych. Wzrost łodygi hamują światło czerwone i UV, dużo go w górach, dlatego tam są rośliny karłowate. Dł. fali wpływa też na rozwój liści, maksymalne hamowanie jej wzrostu daje światło zielone, czerwone przyspiesza. Antagonistyczne działanie światła czerwonego R i dalekiej czerwieni FR. R silnie hamuje wzrost łodygi i promuje wzrost liścia, bezpośrednie działanie FR po R niweluje działanie R. Na wzrost roslin wpływa stosunek dł. okresu światła do ciemności (dnia do nocy), to fotoperiod. Rośliny maja barwniki fotoreceptorowe, absorbujące różne dł. fali świetlnych. Fotoreceptory UV maja sinice, glony, grzyby i nasienne (indukcja syntezy antocyjaniny), niższe rosliny mają różne fotoreceptory. Są dwie gr. fotoreceptorów: fotoreceptor światła niebieskeigo BL to kryptochrom, ma białko FAD i foterynę, jest zloklizowany w plazmolemie, absorbuje światło fioletowo - niebieskie i hamuje elongację roślin. Fototropina ma dołączonych kilka rodzajów białek, FMN (mononukleotyd flawinowy), absorbowane przez nią światło indukuje wiele reakcji fizjologicznych. Zeaksantyna to receptro światła niebieskiego w komórkach szparkowych. Fotoreceptor R i FR to fitochrom, jest w każdej tkance u wszystkich roslin. Ma rozpuszczalną w wodzie chromoproteinę. Ma ona błekitny kolor, zbudowana jest z polipeptydu o masie 120 - 130 kDa i grupy fitochromowej. Fitochrom ma dwie formy molekularne: Prabsorbuje światło czerwone i ulega fotokonwersji do Pfr, absorbującą daleką czerwień. Pfr jest katywna fizjologicznie, indukuje transdukcję sygnału i odp. fizjologiczną. Forma Pr jest nieaktywna. Forma Pfr absorbuje FR i ulega fotokonwersji do nieaktywnej formy Pr. Pfr pod wpływem ciemności ulega spontanicznej konwersacji do Pr. Pr jest stabilna, Pfr może uledz destrukcji pod wpływem światła. Obie formy fitochromu są w komórce róznocześnie, tworzą stan fotostacjonarny. Stopień obu form obok siebie zmienia się zależnie od ilościowego udziału w działającym świetle zakresu R i FR. Ma to znaczenie ekologiczne, działające światło słoneczne w zakresie komórkowym, jest absorbowane przez baldachim liści, do niższych warstw idzie FR, w wyniku jego działania powstaje duże steżenie Pr, indukuje wzrost pędu i roslina rosnie na długość, roizwijać baldachim liści i osiągnac pełny dostep do światła. Typy reakcji fotochemicznych. Reakcje niskoenergetyczne, są odwracalne, generują je pulsy FR, są bardzo nisko energetyczne emitowane przez gwiazdy i księżyc. Nieodwracalne, wysokoenergetyczne reakcje indukowane przez FR indukuje silne światło działające przez długi czas. Budowa polipeptydu, ma ok 1128 reszt aa i ma 2 domeny. Domena N - końcowa ma dołączoną 321 resztę cysteiny przez mostek siarczkowy, to gr. chromoforowa, domena odp. za absorbcję światła. mniejsza domena C - końcowa odp. za tworzenie dimeru z 2 części fitochromu. Fitochrom to homodimer (z tych samych aa jest zbudowany), kowalencyjne wiązanie łatwo się rozpada. Synteza fitochromu w roslinach etiolowanych (będących w ciemności) i poddanych dizałaniu czerwonego światła daje syntezę labilnych (łatwo rozpadających się) Pfr, obk tej formy jest stabilne Pfr, rosliny roznące w pełnym naświetleniu mają kilka rodzajów fitochromów, A, B, C, D, któe różnią się składem aminokwasów. Fotokonwersja fitochrom ma gr. chromoforową, ma podobną budowę do barwników fikobilinowych (ta sama biosynteza, jest alanina, protohem, biliwerdyna its.)Absorbcji światła towarzyszy izomeryzacja gr. chromoforowej, inicjująca zmiany konformacji w cząsteczce białka. Gr. chromoforowa rotuje względem polipeptydu, fitochrom wpływa na tRNA i iRNA, aktywnośc genówm jądrowych i geny chloroplastowe, kontroluje aktywność metaboliczną roślinwpływa na syntezę barwników fotosyntezy, redukcję azotanów, metabolizm kwasów tłuszczowych, degradacje skrobii i wiele innych procesów w komórkach, jest w cytoplazmie, przylega do plazmolemy, najwięcej go w organach najaktywniejszych metabolicznie. Morfologiczna odp. na fitochrom jest w krótkim czasie np. kilku minut, to reorientacja chloroplastów u zielenicy mużocji Mougeotia sp. lub kilku tygodni np. przy indukcji zakwitania. Indukowana reakcja zakwitania na R jest odwracalna przez FR tylko w krókim czasie, gdy odp. nie podlega już kontroli przez światło. Stopień R do FR ma różne wartości. W środowisku fitochrom może byc indykatorem stopnia zaciemnienia środowiska np. Gdy rosliny odetną innym dostęp słońca, rosnie zacienienie, spada st. R do FR i spada stopień Pfr do Pr, daje to szybszy wzrost Pr. Pr total=(Pr+Pfr).