stringtranslate.com

Дальний красный свет

Видимый спектр ; Крайний красный расположен крайне справа.

Дальний красный свет — это диапазон света на крайнем красном конце видимого спектра , непосредственно перед инфракрасным светом. Обычно рассматриваемый как область длины волны между 700 и 750 нм , он смутно виден человеческим глазом. Он в значительной степени отражается или передается растениями благодаря спектру поглощения хлорофилла и воспринимается фитохромом фоторецептора растений . Однако некоторые организмы могут использовать его в качестве источника энергии при фотосинтезе. [1] [2] Дальний красный свет также используется для зрения некоторыми организмами, такими как некоторые виды глубоководных рыб [3] [4] и креветки-богомолы .

В садоводстве

Растения воспринимают свет через внутренние фоторецепторы, поглощающие сигналы определенной длины волны ( фотоморфогенез ) или передающие энергию в растительный процесс ( фотосинтез ). [5] У растений фоторецепторы криптохром и фототропин поглощают излучение синего спектра (B: λ = 400–500 нм) и регулируют внутреннюю передачу сигналов, такую ​​как ингибирование гипокотиля, время цветения и фототропизм. [6] Дополнительные рецепторы, называемые фитохромами, поглощают излучение в красном (R: λ=660–730 нм) и дальнем красном (FR: λ>730 нм) спектрах и влияют на многие аспекты развития растений, такие как прорастание, этиолирование проростков, переход к цветению, избеганию тени и тропизмам. [7] Фитохром обладает способностью менять свою конформацию в зависимости от количества или качества света, который он воспринимает, и делает это посредством фотоконверсии из фитохрома красного (Pr) в фитохром дальнего красного (Pfr). [8] Pr – неактивная форма фитрохрома, готовая воспринимать красный свет. В среде с высоким содержанием R:FR Pr меняет конформацию на активную форму фитохрома Pfr. Будучи активным, Pfr транслоцируется в клеточное ядро, связывается с факторами, взаимодействующими с фитохромами (PIF), и направляет PIF в протеасому для деградации. Под воздействием среды с низким содержанием R:FR Pfr поглощает FR и меняет конформацию обратно на неактивный Pr. Неактивная конформация останется в цитозоле, позволяя PIF нацеливаться на свои сайты связывания в геноме и индуцировать экспрессию (т.е. избегание тени за счет удлинения клеток). [9] Облучение FR может привести к нарушению иммунитета растений и повышению восприимчивости патогенов. [10]

FR долгое время считался минимальным вкладом в фотосинтез. В начале 1970-х годов доктор философии и профессор почвенных культур доктор Кейт Дж. МакКри лоббировал стандартное определение фотосинтетически активного излучения (ФАР: λ = 400–700 нм), которое не включало ФР. [11] Совсем недавно ученые представили доказательства того, что более широкий спектр, называемый фотобиологически активным излучением (PBAR: λ = 280–800 нм), является более применимой терминологией. [12] Этот диапазон длин волн включает не только FR, но также UV-A и UV-B. Эффект Эмерсона установил, что скорость фотосинтеза у красных и зеленых водорослей была выше при воздействии R и FR, чем их сумма по отдельности. [13] Это исследование заложило основу для выяснения двойной фотосистемы у растений. Фотосистема I (PSI) и фотосистема II (PSII) работают синергетически; посредством фотохимических процессов PSII переносит электроны в PSI. Любой дисбаланс между R и FR приводит к неравномерному возбуждению между PSI и PSII, тем самым снижая эффективность фотохимии. [14] [15]

Смотрите также

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ Петтай, Хьюго; Оя, Велло; Фрайберг, Арви; Лайск, Агу (2005). «Фотосинтетическая активность дальнего красного света в зеленых растениях». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1708 (3): 311–21. дои : 10.1016/j.bbabio.2005.05.005 . ПМИД  15950173.
  2. ^ Оквист, Гуннар (1969). «Адаптации пигментного состава и фотосинтеза под действием дальнего красного излучения у Chlorellapyrenoidosa». Физиология Плантарум . 22 (3): 516–528. doi :10.1111/j.1399-3054.1969.tb07406.x.
  3. ^ Дуглас, Р.Х.; Партридж, Дж. К.; Дулай, К.; Хант, Д.; Муллино, CW; Таубер, А.Ю.; Хюннинен, PH (1998). «Рыба-дракон видит с помощью хлорофилла». Природа . 393 (6684): 423. Бибкод : 1998Natur.393..423D. дои : 10.1038/30871. S2CID  4416089.
  4. ^ «Ученые обнаружили уникальный микроб в самом большом озере Калифорнии». ScienceDaily . 11 января 2005 г.
  5. ^ Сагер, JC; Смит, Висконсин; Эдвардс, Дж.Л.; Сир, КЛ (1988). «Эффективность фотосинтеза и определение фоторавновесия фитохромов с использованием спектральных данных». Сделки ASAE . 31 (6): 1882–1889. дои : 10.13031/2013.30952.
  6. ^ Линь, Чентао (2000). «Растительные рецепторы синего света». Тенденции в науке о растениях . 5 (8): 337–42. дои : 10.1016/S1360-1385(00)01687-3. ПМИД  10908878.
  7. ^ Таиз, Линкольн; Зейгер, Эдуардо (2010). Физиология растений (5-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinaur Associates, Inc.
  8. ^ Привет, Деррен; Хара, Базиль; Сакума, Мичиё; Хардман, Саманта; О'Куален, Ронан; Ригби, Стивен; Скраттон, Найджел (2012). «Сверхбыстрая активация фитохрома Cph1 Synechocystis красным светом вызывает серьезные структурные изменения в состоянии компетентности в передаче сигналов Pfr». ПЛОС ОДИН . 7 (12): е52418. Бибкод : 2012PLoSO...752418H. дои : 10.1371/journal.pone.0052418 . ПМК 3530517 . ПМИД  23300666. 
  9. ^ Франкхаузер, Кристиан (2001). «Фитохромы, семейство красных/дальнекрасных поглощающих фоторецепторов». Журнал биологической химии . 276 (15): 11453–6. дои : 10.1074/jbc.R100006200 . ПМИД  11279228.
  10. ^ Курбье, Сара; Гревинк, Санне; Слейс, Эмма; Боном, Пьер-Оливье; Каяла, Кайса; Ван Вис, Саския CM; Пьерик, Рональд (24 августа 2020 г.). «Дальний красный свет способствует развитию болезни Botrytis cinerea в листьях томата посредством жасмонат-зависимой модуляции растворимых сахаров». Растение, клетка и окружающая среда . 43 (11): 2769–2781. дои : 10.1111/шт.13870 . ПМЦ 7693051 . ПМИД  32833234. 
  11. ^ МакКри, Кейт (1972). «Спектр действия, поглощение и квантовый выход фотосинтеза сельскохозяйственных растений». Сельскохозяйственная метеорология . 9 : 191–216. дои : 10.1016/0002-1571(71)90022-7.
  12. ^ Дэрр, Оливер; Циммерманн, Бенно; Кӧглер, Стайн; Мибус, Хейко (2019). «Влияние температуры листьев и синего света на накопление розмариновой кислоты и других фенольных соединений у Plectranthus scutellarioides (L.)». Экологическая и экспериментальная ботаника . 167 : 103830. Бибкод : 2019EnvEB.16703830D. doi : 10.1016/j.envexpbot.2019.103830. S2CID  201211911.
  13. ^ Эмерсон, Роберт; Чалмерс, Рут; Седерстранд, Карл (1957). «Некоторые факторы, влияющие на длинноволновой предел фотосинтеза». Труды Национальной академии наук . 43 (1): 133–143. Бибкод : 1957PNAS...43..133E. дои : 10.1073/pnas.43.1.133 . ПМК 528397 . ПМИД  16589986. 
  14. ^ Чжэнь, С.; ван Иерсель, Марк В. (2017). «Дальний красный свет необходим для эффективной фотохимии и фотосинтеза». Журнал физиологии растений . 209 : 115–122. дои : 10.1016/j.jplph.2016.12.004 . ПМИД  28039776.
  15. ^ Покок, Тесса. «Кривая МакКри раскрыта». Биофотоника . Проверено 10 октября 2019 г.

Общие источники