光敏素

春化作用

春化作用 (Vernalization)
國立臺灣師範大學生命科學系夏鈴

植物體經過低溫處理而促進開花的現象稱為春化作用 (vernalization)。春化作用在於避免發育早熟,如若於生長季晚期即開花結果,則種子步入冬季後將沒有足夠的時間發育,不利其成熟;所以一般種植冬季作物必須在秋天播種,經過一個冬天後種子會發芽,於資源充足的春天生長、夏天中收成。以B. Elers等人實驗為例,小白菜 (Brassica rapa chinensis) 需經最低5至8°C即產生春化作用,而完整的過程則要三週的處理時間。

光敏素-下

光敏素(Phytochromes)-下
臺北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

他們認為此色素具有兩種不同型式,一種型式會吸收紅光,稱為Pr;另一種含吸收遠紅光,稱為Pfr 。而且這兩種型式可互相轉換,也就是Pr吸收紅光後,會轉變成Pfr,反之亦然。

Borthwick 和Hendricks由觀察種子及白化幼苗用紅光處理後,會啟動種子萌發及幼苗開始正常發育,推測Pr在生理上為非活化型,而Pfr可能是活化型,能引發一連串的生理反應,但Pfr很不穩定,易在黑暗中轉化為Pr。 Borthwick 和Hendricks當時雖然只是假設性的提出光敏素的存在及性質,但是數年後,這些他們所提出的推測都一一被證實,且光敏素也成功的由植物組織中被萃取純化出來。

光敏素-上

光敏素(Phytochromes)-上
臺北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

「光」對植物有何影響?要回答這個看似簡單的問題,卻絕非三言兩語就可說清楚,諸如:光合作用必需要有光才能進行、氣孔的開閉受光影響、光週期植物的開花受光調控……等等,實在不勝枚舉。

很明顯的,「光」這個環境因子大大的影響著植物的生活。

然而植物和動物不同,並無感覺器官來接受光的刺激,它們要如何感受「光」的存在呢?答案其實很簡單:植物細胞具有光受體,能讀取「光」的資訊(例如波長、強度),並透過訊息的傳遞,引發一連串的生理化學反應,進而在生長發育上做出最適切的反應。 科學家將植物對光的反應,統稱為「光形態發生」(photomorphogenesis)。