Дальний красный - Far-red - Wikipedia

В видимый спектр; дальний красный находится в крайнем правом углу.

Дальний красный свет - это диапазон света на пределе красный конец видимый спектр, как раз перед инфракрасный свет. Обычно рассматривается как область между 700 и 750 нм. длина волны, это смутно видно человеческому глазу. Это в значительной степени отражается или передается растения из-за поглощение спектр хлорофилл, и это воспринимается растением фоторецептор фитохром. 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 креветка-богомол.

В садоводстве

Растения воспринимают свет через внутренние фоторецепторы, поглощающие сигнал определенной длины волны (фотоморфогенез ) или передача энергии производственному процессу (фотосинтез ).[5] У растений фоторецепторы криптохром и фототропин поглощают излучение в синем (B: λ = 400–500 нм) спектре и регулируют внутренние сигналы, такие как ингибирование гипокотиля, время цветения и фототропизм.[6] Дополнительные рецепторы, называемые фитохромом, 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, этиоляция проростков, переход к цветению, избегание тени и тропизмы.[7] Фитохром обладает способностью менять свою конформацию в зависимости от количества или качества света, который он воспринимает, и делает это посредством фотопреобразования от фитохромного красного (Pr) до фитохромного дальнего красного (Pfr).[8] Pr - неактивная форма фитрохрома, готовая к восприятию красного света. В среде с высоким R: FR Pr изменяет конформацию на активную форму фитохрома Pfr. Будучи активным, Pfr перемещается в клеточное ядро, связывается с факторами, взаимодействующими с фитохромом (PIF), и направляет PIF на протеасому для деградации. Под воздействием среды с низким R: FR Pfr поглощает FR и меняет конформацию обратно на неактивный Pr. Неактивная конформация останется в цитозоле, позволяя PIF нацеливаться на их сайт связывания в геноме и индуцировать экспрессию (то есть избегание тени за счет удлинения клетки).[9] Облучение FR может привести к снижению иммунитета растений и повышенной восприимчивости к патогенам. [10]

FR долгое время считался минимальным вкладом в фотосинтез. В начале 1970-х годов доктор философии по физике и профессор почвенных культур доктор Кейт Дж. МакКри лоббировал стандартное определение термина фотосинтетически активная радиация (PAR: λ = 400–700 нм) без FR.[11] Совсем недавно ученые предоставили доказательства того, что более широкий спектр, называемый фотобиологически активным излучением (PBAR: λ = 280–800 нм), является более подходящей терминологией.[12] Этот диапазон длин волн включает не только FR, но также UV-A и UV-B. В Эффект Эмерсона установили, 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 двойных фотосистем растений. Фотосистема I (PSI) и фотосистема II (PSII) работают синергетически; посредством фотохимических процессов ФСII переносит электроны в ФСI. Любой дисбаланс между R и FR приводит к неравному возбуждению между PSI и PSII, тем самым снижая эффективность фотохимии.[14][15]

Смотрите также

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ Петтай, Хьюго; Оха, Велло; Фрайберг, Арви; Лайск, Агу (2005). «Фотосинтетическая активность дальнего красного света у зеленых растений». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика. 1708 (3): 311–21. Дои:10.1016 / j.bbabio.2005.05.005. PMID  15950173.
  2. ^ Оквист, Гуннар (1969). «Адаптации в составе пигментов и фотосинтезе под действием дальнего красного излучения у Chlorella pyrenoidosa». Physiologia Plantarum. 22 (3): 516–528. Дои:10.1111 / j.1399-3054.1969.tb07406.x.
  3. ^ Дуглас, Р. Х .; Partridge, J.C .; Дулай, К .; Хант, Д .; Mullineaux, C.W .; Tauber, A. Y .; Хюннинен, П. Х. (1998). «Рыба-дракон видит с помощью хлорофилла». Природа. 393 (6684): 423. Bibcode:1998Натура.393..423D. Дои:10.1038/30871. S2CID  4416089.
  4. ^ «Ученые обнаружили уникальный микроб в самом большом озере Калифорнии». ScienceDaily. 11 января 2005 г.
  5. ^ Sager, J.C .; Smith, W.O .; Эдвардс, J.L .; Сир, К. (1988). «Фотосинтетическая эффективность и определение фоторавновесия фитохромов по спектральным данным». Транзакции ASAE. 31 (6): 1882–1889. Дои:10.13031/2013.30952.
  6. ^ Линь, Чентао (2000). «Растительные рецепторы синего света». Тенденции в растениеводстве. 5 (8): 337–42. Дои:10.1016 / S1360-1385 (00) 01687-3. PMID  10908878.
  7. ^ Тайз, Линкольн; Зейгер, Эдуардо (2010). Физиология растений (5-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinaur Associates, Inc.
  8. ^ Эй, Деррен; Хара, Базиль; Сакума, Мичиё; Хардман, Саманта; О'Куалайн, Ронан; Ригби, Стивен; Скраттон, Найджел (2012). «Сверхбыстрая активация красным светом фитохрома Cph1 Synechocystis запускает серьезные структурные изменения для компетентного состояния Pfr». PLOS ONE. 7 (12): e52418. Bibcode:2012PLoSO ... 752418H. Дои:10.1371 / journal.pone.0052418. ЧВК  3530517. PMID  23300666.
  9. ^ Франкхаузер, Кристиан (2001). «Фитохромы, семейство фоторецепторов, поглощающих красный / дальний красный». Журнал биологической химии. 276 (15): 11453–6. Дои:10.1074 / jbc.R100006200. PMID  11279228.
  10. ^ Курбье, Сара; Гревинк, Санне; Слуиджс, Эмма; Боном, Пьер-Оливье; Кайала, Кайса; Van Wees, Saskia C.M .; Пиерик, Рональд (24 августа 2020 г.). «Дальний красный свет способствует развитию болезни Botrytis cinerea в листьях томатов за счет жасмонат-зависимой модуляции растворимых сахаров». Растения, клетки и окружающая среда: pce.13870. Дои:10.1111 / шт.13870. PMID  32833234.
  11. ^ МакКри, Кит (1972). «Спектр действия, оптическая плотность и квантовый выход фотосинтеза у сельскохозяйственных культур». Сельскохозяйственная метеорология. 9: 191–216. Дои:10.1016/0002-1571(71)90022-7.
  12. ^ Дэрр, Оливер; Циммерманн, Бенно; Кеглер, 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. Дои:10.1016 / j.envexpbot.2019.103830.
  13. ^ Эмерсон, Роберт; Чалмерс, Рут; Седерстранд, Карл (1957). «Некоторые факторы, влияющие на длинноволновый предел фотосинтеза». Ботаника. 43 (1): 133–143. Bibcode:1957ПНАС ... 43..133Е. Дои:10.1073 / пнас.43.1.133.
  14. ^ Zhen, S .; ван Ирсель, 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. PMID  28039776.
  15. ^ Покок, Тесса. "Кривая МакКри демистифицирована". Биофотоника. Получено 10 октября 2019.

Общие источники