Наши партнеры

Короткодневный сорт сои Билокси так чувствителен к свету, что индуктивный эффект длительных темновых периодов можно снять даже минутным облучением с помощью ламп накаливания (без фильтра) в середине ночи. По этой причине X. Бортвик и С. Хендрикс с сотрудниками пришли к выводу, что это растение было бы идеальным объектом для выяснения вопроса о том, какие длины волн наиболее эффективно предотвращают инициацию цветения; а эти сведения в свою очередь могли бы помочь в идентификации фоторецепторного пигмента, участвующего в контроле цветения. Поэтому они определили спектр действия для данного процесса, используя большой спектрограф для одновременного облучения групп растений светом с разной длиной волны. Полученные спектры действия для ингибирования цветения короткодневных растений сои и дурнишника и для активации цветения длиннодневных растений Hordeum (ячмень) и Hyoscyamus (белена) оказались поразительно сходными. Во всех случаях был обнаружен максимум активности в красной области спектра (около 660 нм) при почти полной неэффективности других областей. Сходство спектров позволяло считать вероятным, что зацветание растений как короткого, так и длинного дня контролируется одним и тем же пигментом. Анализ спектра действия привел к предположению, что поглощающий пигмент сходен с пигментом водорослей фикоцианином, который родствен желчным пигментам животных. К сожалению, такого рода пигментов авторы в своих подопытных растениях не нашли и поэтому стали вести поиски в другом направлении.

Давно было известно, что свет сильно влияет на прорастание некоторых семян. Например, увлажненные семена салата сорта Гранд Рапиде прорастают плохо в полной темноте, но быстро и хорошо при экспонировании на свету в течение нескольких минут. Оказалось, что спектр действия для этого эффекта сходен со спектром действия для цветения! Аналогично этому проросток гороха, выращенный в полной темноте, имеет очень длинный, тонкий непигментированный стебель, искривленный апикальный изгиб и почти не распустившиеся листья. Если такой этиолированный проросток выставить лишь на короткое время на свет, листья после этого разворачиваются, изгиб начинает распрямляться и удлинение стебля замедляется. Спектр действия и здесь фактически идентичен спектру для цветения. Приходится заключить, что такие разнородные реакции, как прорастание семян, изменение этиолированного проростка (его «деэтиоляция») и индукция цветения, регулируются одним и тем же пигментом-рецептором.

Но что это за пигмент? Ответ был найден в результате Новой интерпретации старых опытов по прорастанию семян салата, проведенных в 1935 г. Л. Флинтом и Э. Мак-Алистером. Эти исследователи показали, что прорастание семян салата Гранд Рапиде не только стимулируется красным светом, но также подавляет светом дальней красной области спектра с длиной волны 700 нм.

Затем Бортвик и Хендрикс изучили влияние дальнего красного света на реакции цветения и диэтиолирования, вызываемые красным светом. И здесь была обнаружена «обратимость К — ДК». Это позволило предсказать, что существует один активный пигмент в двух взаимно фотообратимых формах, одна из которых образуется под действием красного, а другая — дальнего красного света. Обратимые, сдвиги поглощения при 660 и 730 нм вслед за облучением соответственно красным и дальним красным светом дали возможность легко выявлять пигмент и измерять его количество, особенно в этиолированных растениях, где экранирование хлорофиллом не создает затруднений (см. ниже). Вскоре пигмент был обнаружен в экстрактах растений, сконцентрирован, очищен, подвергнут анализу и частично охарактеризован. Его назвали фитохромом (от греческих слов, означающих «растение» и «краситель»). Его две формы были названы соответственно Фк (фитохром. поглощающий красный свет) и Фдк (поглощающий дальний красный свет). Фитохром синтезируется в форме Фк. Поэтому этиолированные проростки содержат Фк, а не Фдк. Облучение красным светом превращает большую часть фитохрома в Фдк — физиологически активную форму, тогда как последующее облучение дальним красным светом превращает Фдк обратно в Фк.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИТОХРОМА

Для определения содержания фитохрома в растительной ткани можно использовать двухволновой спектрофотометр.

Жизнь растения