Daleko červená - Far-red - Wikipedia

The viditelné spektrum; úplně červená se nachází zcela vpravo.

Daleko červená světlo je extrémní rozsah světla Červené konec viditelné spektrum, těsně před infračervený světlo. Obvykle se považuje za oblast mezi 700 a 750 nm vlnová délka, je to pro lidské oči matně viditelné. To je do značné míry odráží nebo přenáší rostliny kvůli absorbance spektrum chlorofyl, a je to rostlinou vnímáno fotoreceptor fytochrom. Některé organismy jej však mohou použít jako zdroj energie při fotosyntéze.[1][2] Daleko červené světlo se také používá pro vidění určitými organismy, jako jsou některé druhy hlubinných ryb[3][4] a mantis krevety.

V zahradnictví

Rostliny vnímají světlo prostřednictvím vnitřních fotoreceptorů absorbujících specifikovanou signalizaci vlnové délky (fotomorfogeneze ) nebo přenos energie do rostlinného procesu (fotosyntéza ).[5] V rostlinách fotoreceptory kryptochrom a fototropin absorbovat záření v modrém (B: λ = 400–500 nm) spektru a regulovat vnitřní signalizaci, jako je inhibice hypokotylu, doba květu a fototropismus.[6] Další receptory zvané fytochrom absorbují záření ve spektru červené (R: λ = 660–730 nm) a daleko červené (FR: λ> 730 nm) a ovlivňují mnoho aspektů vývoje rostlin, jako je klíčení, etiolace sazenic, přechod do květu, vyhýbání se stínům a tropismy.[7] Fytochrom má schopnost zaměňovat svou konformaci na základě množství nebo kvality světla, které vnímá, a to prostřednictvím fotokonverze z fytochromové červeně (Pr) na fytochromovou dalekou červenou (Pfr).[8] Pr je neaktivní forma fytrochromu, připravená vnímat červené světlo. V prostředí s vysokým R: FR mění Pr konformaci s aktivní formou fytochromu Pfr. Jakmile je aktivní, Pfr se translokuje do buněčného jádra, váže se na faktory interagující s fytochromem (PIF) a zacílí PIF na proteazom pro degradaci. Vystaven prostředí s nízkým R: FR, Pfr absorbuje FR a mění konformaci zpět na neaktivní Pr. Neaktivní konformace zůstane v cytosolu, což umožňuje PIF zaměřit své vazebné místo na genom a vyvolat expresi (tj. Vyhnout se stínu prostřednictvím prodloužení buněk).[9] Ozáření FR může vést k oslabení imunity rostlin a zvýšené náchylnosti k patogenům. [10]

FR je již dlouho považován za minimální vstup do fotosyntézy. Na začátku 70. let lobboval za standardní definici doktorský fyzik a profesor půdních plodin Dr. Keith J. McCree fotosynteticky aktivní záření (PAR: λ = 400–700 nm), která nezahrnovala FR.[11] V poslední době vědci poskytli důkaz, že širší spektrum zvané fotobiologicky aktivní záření (PBAR: λ = 280–800 nm) je vhodnější terminologií.[12] Tento rozsah vlnových délek zahrnuje nejen FR, ale také UV-A a UV-B. The Emersonův efekt zjistili, že rychlost fotosyntézy v červených a zelených řasách byla vyšší, když byla vystavena působení R a FR, než součet těchto dvou jednotlivě.[13] Tento výzkum položil základy pro objasnění duálních fotosystémů v rostlinách. Photosystem I (PSI) a fotosystém II (PSII) pracují synergicky; fotochemickými procesy transportuje PSII elektrony do PSI. Jakákoli nerovnováha mezi R a FR vede k nerovné excitaci mezi PSI a PSII, čímž se snižuje účinnost fotochemie.[14][15]

Viz také

Reference

Citace

  1. ^ Pettai, Hugo; Oja, Vello; Freiberg, Arvi; Laisk, Agu (2005). "Fotosyntetická aktivita daleko červeného světla v zelených rostlinách". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1708 (3): 311–21. doi:10.1016 / j.bbabio.2005.05.005. PMID  15950173.
  2. ^ Oquist, Gunnar (1969). "Adaptace ve složení pigmentu a fotosyntéze dalekým červeným zářením v Chlorella pyrenoidosa". Physiologia Plantarum. 22 (3): 516–528. doi:10.1111 / j.1399-3054.1969.tb07406.x.
  3. ^ Douglas, R. H .; Partridge, J. C .; Dulai, K .; Hunt, D .; Mullineaux, C. W .; Tauber, A. Y .; Hynninen, P. H. (1998). "Dračí ryby vidí pomocí chlorofylu". Příroda. 393 (6684): 423. Bibcode:1998 Natur.393..423D. doi:10.1038/30871. S2CID  4416089.
  4. ^ „Vědci objevili jedinečný mikrob v největším kalifornském jezeře“. ScienceDaily. 11. ledna 2005.
  5. ^ Sager, J.C .; Smith, W.O .; Edwards, J.L .; Cyr, K.L. (1988). Msgstr "Fotosyntetická účinnost a stanovení fytochromové fotoekvilibrie pomocí spektrálních dat". Transakce ASAE. 31 (6): 1882–1889. doi:10.13031/2013.30952.
  6. ^ Lin, Chentao (2000). "Rostlinné receptory modrého světla". Trendy ve vědě o rostlinách. 5 (8): 337–42. doi:10.1016 / S1360-1385 (00) 01687-3. PMID  10908878.
  7. ^ Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo (2010). Fyziologie rostlin (5. vydání). Sunderland, Massachusetts: Sinaur Associates, Inc.
  8. ^ Heyes, Derren; Khara, Basile; Sakuma, Michiyo; Hardman, Samantha; O'Cualain, Ronan; Rigby, Stephen; Scrutton, Nigel (2012). „Ultrarychlá aktivace červeného světla fytochromu CCH1 Synechocystis spouští významnou strukturální změnu stavu signalizace kompetentního pro Pfr“. PLOS ONE. 7 (12): e52418. Bibcode:2012PLoSO ... 752418H. doi:10.1371 / journal.pone.0052418. PMC  3530517. PMID  23300666.
  9. ^ Frankhauser, Christian (2001). „Fytochromy, rodina fotoreceptorů absorbujících červené / daleké červené světlo“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (15): 11453–6. doi:10,1074 / jbc.R100006200. PMID  11279228.
  10. ^ Courbier, Sarah; Grevink, Sanne; Sluijs, Emma; Bonhomme, Pierre-Olivier; Kajala, Kaisa; Van Wees, Saskia C.M .; Pierik, Ronald (24. srpna 2020). „Daleko červené světlo podporuje vývoj choroby Botrytis cinerea v listech rajčat prostřednictvím modulace rozpustných cukrů závislé na jasmonátu“. Rostlina, buňka a životní prostředí: pce.13870. doi:10.1111 / pce.13870. PMID  32833234.
  11. ^ McCree, Keith (1972). „Akční spektrum, absorbance a kvantový výtěžek fotosyntézy v plodinách“. Zemědělská meteorologie. 9: 191–216. doi:10.1016/0002-1571(71)90022-7.
  12. ^ Dӧrr, Oliver; Zimmermann, Benno; Kӧgler, Stine; Mibus, Heiko (2019). "Vliv teploty listů a modrého světla na akumulaci kyseliny rozmarinové a dalších fenolických sloučenin v Plectranthus scutellarioides (L.)". Environmentální a experimentální botanika. 167: 103830. doi:10.1016 / j.envexpbot.2019.103830.
  13. ^ Emerson, Robert; Chalmers, Ruth; Cederstrand, Carl (1957). "Některé faktory ovlivňující hranici dlouhých vln fotosyntézy". Botanika. 43 (1): 133–143. Bibcode:1957PNAS ... 43..133E. doi:10.1073 / pnas.43.1.133.
  14. ^ Zhen, S .; van Iersel, Marc W. (2017). „Pro účinnou fotochemii a fotosyntézu je zapotřebí daleké červené světlo“. Journal of Plant Physiology. 209: 115–122. doi:10.1016 / j.jplph.2016.12.004. PMID  28039776.
  15. ^ Pocock, Tessa. „Křivka McCree demystifikována“. Biofotonika. Citováno 10. října 2019.

Obecné zdroje