[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki18\/2021\/01\/06\/photomorphogenese-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki18\/2021\/01\/06\/photomorphogenese-wikipedia\/","headline":"Photomorphogenese – Wikipedia","name":"Photomorphogenese – Wikipedia","description":"before-content-x4 In der Entwicklungsbiologie Photomorphogenese ist eine lichtvermittelte Entwicklung, bei der Pflanzenwachstumsmuster auf das Lichtspektrum reagieren. 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Dies ist ein v\u00f6llig separater Prozess von der Photosynthese, bei der Licht als Energiequelle verwendet wird.  Phytochrome, Cryptochrome und Phototropine sind photochrome sensorische Rezeptoren, die die photomorphogene Wirkung von Licht auf die Bereiche UV-A, UV-B, Blau und Rot des elektromagnetischen Spektrums beschr\u00e4nken.[1]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Die Photomorphogenese von Pflanzen wird h\u00e4ufig unter Verwendung streng frequenzgesteuerter Lichtquellen zum Z\u00fcchten der Pflanzen untersucht.  Es gibt mindestens drei Stadien der Pflanzenentwicklung, in denen Photomorphogenese auftritt: Samenkeimung, Keimlingsentwicklung und der Wechsel vom vegetativen zum bl\u00fchenden Stadium (Photoperiodismus).[2]Die meisten Forschungen zur Photomorphogenese stammen von Pflanzen und kommen in mehreren K\u00f6nigreichen vor: Pilzen, Monera, Protista und Plantae.[3]Table of Contents       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Geschichte[edit]Entwicklungsstadien betroffen[edit]Samenkeimung[edit]S\u00e4mlingsentwicklung[edit]Photoperiodismus[edit]Lichtrezeptoren f\u00fcr die Photomorphogenese[edit]Rotes \/ far-rotes Licht[edit]Blaues Licht[edit]UV-Licht[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Geschichte[edit]Theophrastus von Eresus (371 bis 287 v. Chr.) War m\u00f6glicherweise der erste, der \u00fcber Photomorphogenese schrieb.  Er beschrieb die unterschiedlichen Holzqualit\u00e4ten von Tannen, die in unterschiedlichen Lichtverh\u00e4ltnissen gez\u00fcchtet wurden, wahrscheinlich das Ergebnis des photomorphogenen “Schattenvermeidungseffekts”.  1686 schrieb John Ray “Historia Plantarum”, in dem die Auswirkungen der Etiolation (Wachstum in Abwesenheit von Licht) erw\u00e4hnt wurden.  Charles Bonnet f\u00fchrte den Begriff “Etiolement” 1754 in die wissenschaftliche Literatur ein, als er seine Experimente beschrieb, und bemerkte, dass der Begriff bereits von G\u00e4rtnern verwendet wurde.[4]Entwicklungsstadien betroffen[edit]Samenkeimung[edit]Licht hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Entwicklung von Pflanzen.  Die auff\u00e4lligsten Lichteffekte werden beobachtet, wenn ein keimender S\u00e4mling aus dem Boden austritt und zum ersten Mal Licht ausgesetzt wird.Normalerweise tritt die Keimlingswurzel (Wurzel) zuerst aus dem Samen aus, und der Spross erscheint, wenn sich die Wurzel festsetzt.  Sp\u00e4ter, mit dem Wachstum des Sprosses (insbesondere wenn er ins Licht tritt), kommt es zu einer erh\u00f6hten Sekund\u00e4rwurzelbildung und -verzweigung.  In diesem koordinierten Fortschreiten der Entwicklungsreaktionen treten fr\u00fche Manifestationen korrelativer Wachstumsph\u00e4nomene auf, bei denen die Wurzel das Wachstum des Sprosses beeinflusst und umgekehrt.  Die Wachstumsreaktionen sind weitgehend hormonvermittelt.S\u00e4mlingsentwicklung[edit]In Abwesenheit von Licht entwickeln Pflanzen ein etioliertes Wachstumsmuster.  Durch die \u00c4tiolierung des S\u00e4mlings wird er l\u00e4nglich, was das Austreten aus dem Boden erleichtern kann.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Ein Keimling, der in der Dunkelheit auftaucht, folgt einem Entwicklungsprogramm, das als Skotomorphogenese (dunkle Entwicklung) bekannt ist und durch Etiolation gekennzeichnet ist.  Bei Belichtung wechselt der Keimling schnell zur Photomorphogenese (Lichtentwicklung).[5]Beim Vergleich von dunkel gewachsenen (etiolierten) und hell gewachsenen (deetiolierten) S\u00e4mlingen gibt es Unterschiede  Ein aus dem Boden austretender Dikottens\u00e4mling zeigt einen apikalen Haken (in diesem Fall im Hypokotyl), eine Reaktion auf dunkle BedingungenEtiolierte Eigenschaften:Deutlicher apikaler Haken (Dicot) oder Koleoptil (Monocot)Kein BlattwachstumKein ChlorophyllSchnelle Stammverl\u00e4ngerungBegrenzte radiale Ausdehnung des StielsBegrenzte WurzeldehnungBegrenzte Produktion von SeitenwurzelnDeetiolierte Eigenschaften:Apikaler Haken \u00f6ffnet sich oder Koleoptil spaltet sich aufBlattwachstum gef\u00f6rdertChlorophyll produziertStammdehnung unterdr\u00fccktRadiale Ausdehnung des StielsWurzeldehnung gef\u00f6rdertDie laterale Wurzelentwicklung beschleunigte sichDie Entwicklungs\u00e4nderungen, die f\u00fcr die Photomorphogenese charakteristisch sind und von entetiolierten S\u00e4mlingen gezeigt werden, werden durch Licht induziert.Photoperiodismus[edit]Einige Pflanzen verlassen sich auf Lichtsignale, um zu bestimmen, wann vom vegetativen zum bl\u00fchenden Stadium der Pflanzenentwicklung gewechselt werden muss.  Diese Art der Photomorphogenese ist als Photoperiodismus bekannt und beinhaltet die Verwendung roter Photorezeptoren (Phytochrome) zur Bestimmung der Tagesl\u00e4nge.  Infolgedessen beginnen photoperiodische Pflanzen erst dann mit der Bl\u00fctenbildung, wenn die Tage eine “kritische Tagesl\u00e4nge” erreicht haben, so dass diese Pflanzen ihre Bl\u00fctezeit entsprechend der Jahreszeit beginnen k\u00f6nnen.  Zum Beispiel brauchen “Long Day” -Pflanzen lange Tage, um zu bl\u00fchen, und “Short Day” -Pflanzen m\u00fcssen kurze Tage erleben, bevor sie anfangen, Blumen zu machen.[2]Der Photoperiodismus wirkt sich auch auf das vegetative Wachstum aus, einschlie\u00dflich der Knospenruhe in mehrj\u00e4hrigen Pflanzen, obwohl dies nicht so gut dokumentiert ist wie der Effekt des Photoperiodismus auf den Wechsel in die Bl\u00fctephase.[2]Lichtrezeptoren f\u00fcr die Photomorphogenese[edit]Typischerweise reagieren Pflanzen auf Wellenl\u00e4ngen des Lichts in den blauen, roten und fernen roten Bereichen des Spektrums durch die Wirkung mehrerer verschiedener photosensorischer Systeme.  Die Photorezeptoren f\u00fcr rote und ferne rote Wellenl\u00e4ngen sind als Phytochrome bekannt.  Es gibt mindestens 5 Mitglieder der Phytochrom-Familie von Photorezeptoren.  Es gibt mehrere Blaulicht-Photorezeptoren, die als Cryptochrome bekannt sind.  Die Kombination von Phytochromen und Cryptochromen vermittelt das Wachstum und die Bl\u00fcte von Pflanzen als Reaktion auf rotes Licht, fernes rotes Licht und blaues Licht.Rotes \/ far-rotes Licht[edit]Pflanzen verwenden Phytochrom, um rote und fernrote Wellenl\u00e4ngen zu erkennen und darauf zu reagieren.  Phytochrome sind Signalproteine, die die Photomorphogenese als Reaktion auf rotes und fernrotes Licht f\u00f6rdern.[6]    Phytochrom ist der einzige bekannte Photorezeptor, der Licht im Rot \/ Fernrot-Lichtspektrum (600-750 nm) spezifisch und nur f\u00fcr photosensorische Zwecke absorbiert.[1]    Phytochrome sind Proteine \u200b\u200bmit einem lichtabsorbierenden Pigment, das als Chromophor bezeichnet wird.  Das Chromophor ist ein lineares Tetrapyrrol namens Phytochromobilin.[7]Es gibt zwei Formen von Phytochromen: Rotlicht absorbierend, Pr, und Far-Rotlicht absorbierend, Pfr.  Pfr, die aktive Form von Phytochromen, kann langsam durch Induzieren von Dunkelheit oder schneller durch Bestrahlung mit fernrotem Licht zu Pr, der inaktiven Form, zur\u00fcckgef\u00fchrt werden.[6]  Das Phytochrom-Apoprotein, ein Protein, das zusammen mit einer prothetischen Gruppe ein bestimmtes biochemisches Molek\u00fcl wie ein Hormon oder Enzym bildet, wird in der Pr-Form synthetisiert.  Bei der Bindung des Chromophors wird das Holoprotein, ein Apoprotein in Kombination mit seiner prothetischen Gruppe, lichtempfindlich.  Wenn es rotes Licht absorbiert, \u00e4ndert sich die Konformation in die biologisch aktive Pfr-Form.[6]  Die Pfr-Form kann weites rotes Licht absorbieren und zur Pr-Form zur\u00fcckkehren.  Das Pfr f\u00f6rdert und reguliert die Photomorphogenese als Reaktion auf FR-Licht, w\u00e4hrend Pr die Deetiolierung als Reaktion auf R-Licht reguliert.[6]Die meisten Pflanzen haben mehrere Phytochrome, die von verschiedenen Genen kodiert werden.  Die verschiedenen Formen von Phytochrom steuern unterschiedliche Reaktionen, aber es gibt auch Redundanz, so dass in Abwesenheit eines Phytochroms ein anderes die fehlenden Funktionen \u00fcbernehmen kann.[6]  Es gibt f\u00fcnf Gene, die Phytochrome in der kodieren Arabidopsis thaliana genetisches Modell, PHYA-PHYE.[7]    PHYA ist an der Regulation der Photomorphogenese als Reaktion auf fernes rotes Licht beteiligt.[6]    PHYB ist an der Regulierung der keimenden photoreversiblen Samen als Reaktion auf rotes Licht beteiligt.  PHYC vermittelt die Reaktion zwischen PHYA und PHYB.  PHYD und PHYE vermitteln die Verl\u00e4ngerung des Internodiums und steuern die Zeit, in der die Pflanze bl\u00fcht.[7]Molekulare Analysen von Phytochrom- und Phytochrom-\u00e4hnlichen Genen in h\u00f6heren Pflanzen (Farne, Moose, Algen) und photosynthetischen Bakterien haben gezeigt, dass sich Phytochrome aus prokaryotischen Photorezeptoren entwickelten, die vor der Entstehung von Pflanzen entstanden waren.[4]Takuma Tanada beobachtete, dass die Wurzelspitzen von Gerste an den Seiten eines Bechers mit einer negativ geladenen Oberfl\u00e4che anhafteten, nachdem sie mit rotem Licht behandelt worden waren, aber freigesetzt wurden, nachdem sie fernrotem Licht ausgesetzt worden waren.[8]  Bei Mungbohnen war es umgekehrt, bei denen durch weites Rotlicht die Wurzelspitzen hafteten und durch rotes Licht die Wurzeln sich abl\u00f6sten.[9]  Dieser Effekt von rotem und far-rotem Licht auf die Wurzelspitzen wird jetzt als Tanada-Effekt bezeichnet.Blaues Licht[edit]Pflanzen enthalten mehrere Blaulicht-Photorezeptoren, die unterschiedliche Funktionen haben.  Basierend auf Studien mit Aktionsspektren, Mutanten und molekularen Analysen wurde festgestellt, dass h\u00f6here Pflanzen mindestens 4 und wahrscheinlich 5 verschiedene Blaulicht-Photorezeptoren enthalten.Cryptochrome waren die ersten Blaulichtrezeptoren, die aus einem Organismus isoliert und charakterisiert wurden, und sind f\u00fcr die Blaulichtreaktionen bei der Photomorphogenese verantwortlich.[7]  Die Proteine \u200b\u200bverwenden ein Flavin als Chromophor.  Die Cryptochrome haben sich aus mikrobieller DNA-Photolyase entwickelt, einem Enzym, das eine lichtabh\u00e4ngige Reparatur von UV-gesch\u00e4digter DNA durchf\u00fchrt.[10]  Es gibt zwei verschiedene Formen von Cryptochromen, die in Pflanzen identifiziert wurden, CRY1 und CRY2, die die Hemmung der Hypokotylverl\u00e4ngerung als Reaktion auf blaues Licht regulieren.[10]    Cryptochrome steuern die Stammverl\u00e4ngerung, die Blattexpansion, den zirkadianen Rhythmus und die Bl\u00fctezeit.  Cryptochrome nehmen neben blauem Licht auch langwellige UV-Bestrahlung (UV-A) wahr.[10]  Seit die Cryptochrome in Pflanzen entdeckt wurden, haben mehrere Labors homologe Gene und Photorezeptoren in einer Reihe anderer Organismen identifiziert, darunter Menschen, M\u00e4use und Fliegen.[10]Es gibt Blaulicht-Photorezeptoren, die nicht Teil der Photomorphogenese sind.  Beispielsweise ist Phototropin der Blaulicht-Photorezeptor, der den Phototropismus steuert.UV-Licht[edit]Pflanzen zeigen verschiedene Reaktionen auf UV-Licht.  Es wurde gezeigt, dass UVR8 ein UV-B-Rezeptor ist.[11]  Pflanzen unterliegen durch UV-B-Strahlung deutlichen photomorphogenen Ver\u00e4nderungen.  Sie haben Photorezeptoren, die morphogenetische Ver\u00e4nderungen im Pflanzenembryo ausl\u00f6sen (Hypokotyl, Epikotyl, Radikel).[12]  Die Exposition gegen\u00fcber UV-Licht in Pflanzen vermittelt biochemische Wege, Photosynthese, Pflanzenwachstum und viele andere Prozesse, die f\u00fcr die Pflanzenentwicklung wesentlich sind.  Der UV-B-Photorezeptor UV Resistance Locus8 (UVR8) erkennt UV-B-Strahlen und l\u00f6st photomorphogene Reaktionen aus.  Diese Reaktionen sind wichtig f\u00fcr die Initiierung der Hypokotylverl\u00e4ngerung, der Blattexpansion, der Biosynthese von Flavonoiden und vieler anderer wichtiger Prozesse, die das Wurzeltriebsystem beeinflussen.[13]  Die Exposition gegen\u00fcber UV-B-Strahlen kann die DNA in den Pflanzenzellen sch\u00e4digen. UVR8 induziert jedoch Gene, die erforderlich sind, um Pflanzen an UV-B-Strahlung zu akklimatisieren. Diese Gene sind f\u00fcr viele Biosynthesewege verantwortlich, die Schutz vor UV-Sch\u00e4den, oxidativem Stress usw. beinhalten. und Fotoreparatur von DNA-Sch\u00e4den.[14]Es gibt noch viel zu entdecken \u00fcber die Mechanismen von UV-B-Strahlung und UVR8.  Wissenschaftler arbeiten daran, die Wege zu verstehen, die f\u00fcr die Reaktion pflanzlicher UV-Rezeptoren auf Sonnenstrahlung in nat\u00fcrlichen Umgebungen verantwortlich sind.[14]Verweise[edit]^ ein b Parks, Brian M. (2003-12-01). “Die rote Seite der Photomorphogenese”. Pflanzenphysiologie. 133 (4): 1437\u20131444.  doi:10.1104 \/ S. 103.029702.  ISSN 1532-2548.  PMC 1540344.  PMID 14681526.^ ein b c Hans Mohr (6. Dezember 2012). Vortr\u00e4ge zur Photomorphogenese.  Springer Science & Business Media.  S. 4, 178, 183\u2013184.  ISBN 978-3-642-65418-3.^ “Photomorphogenese”. photobiology.info.  Abgerufen 2018-12-07.^ ein b Eberhard Schc $ fer;  Ferenc Nagy (2006). Photomorphogenese in Pflanzen und Bakterien: Funktions- und Signal\u00fcbertragungsmechanismen.  Springer Science & Business Media.  S. 1\u20132.  ISBN 978-1-4020-3809-9.^ Eckardt, Nancy A. (2001-02-01). “Von der Dunkelheit ins Licht: Faktoren, die die Photomorphogenese steuern”. Die Pflanzenzelle. 13 (2): 219\u2013221.  doi:10.1105 \/ tpc.13.2.219.  ISSN 1532-298X.  PMC 1464706.^ ein b c d e f Li, Jigang;  et al.  (2011). “Phytochrom-Signalmechanismen”. Das Arabidopsis-Buch \/ American Society of Plant Biologists. 9: e0148.  doi:10.1199 \/ tab.0148.  PMC 3268501.  PMID 22303272.^ ein b c d Taiz, Lincoln;  Zeiger, Eduardo;  M\u00f8ller, Ian Max (2015). Pflanzenphysiologie und -entwicklung (Sechste Ausgabe).  Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc.^ Tanada, Takuma (1968-02-01). “Eine schnelle photoreversible Reaktion von kaum Wurzelspitzen in Gegenwart von 3-Indolessigs\u00e4ure”. Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika. 59 (2): 376\u2013380.  doi:10.1073 \/ pnas.59.2.376.  ISSN 0027-8424.  PMC 224682.  PMID 16591610.^ Tanada, T. (1972-01-01). “Phytochrom-Kontrolle eines anderen Phytochrom-vermittelten Prozesses”. Pflanzenphysiologie. 49 (4): 560\u2013562.  doi:10.1104 \/ S.49.4.560.  JSTOR 4262772.  PMC 366005.  PMID 16658001.^ ein b c d Yu, Xuhong;  et al.  (2010). “Die kryptochromen Blaulichtrezeptoren”. Das Arabidopsis-Buch \/ American Society of Plant Biologists. 8 (8): e0135.  doi:10.1199 \/ tab.0135.  PMC 3155252.  PMID 21841916.^ Ulm, Roman;  Jenkins, Gareth I (30.06.2015). “Q & A: Wie sp\u00fcren und reagieren Pflanzen auf UV-B-Strahlung?”. BMC Biology. 13 (1): 45. doi:10.1186 \/ s12915-015-0156-y.  PMC 4484705.  PMID 26123292.^ Jenkins, Gareth I. (2017-11-01). “Photomorphogene Reaktionen auf ultraviolettes B-Licht” (PDF). Pflanze, Zelle & Umwelt. 40 (11): 2544\u20132557.  doi:10.1111 \/ pce.12934.  ISSN 1365-3040.  PMID 28183154.^ Jenkins, Gareth I. (2017-11-01). “Photomorphogene Reaktionen auf ultraviolettes B-Licht” (PDF). Pflanze, Zelle & Umwelt. 40 (11): 2544\u20132557.  doi:10.1111 \/ pce.12934.  ISSN 1365-3040.  PMID 28183154.^ ein b Externe Links[edit]     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki18\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki18\/2021\/01\/06\/photomorphogenese-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Photomorphogenese – Wikipedia"}}]}]