光形態發生

指光強、光質、光照時間和光的空間分布影響植物形態發生的現象或過程。又稱光形態建成。光在光形態發生中起的是信號作用，與在光合作用中起能源作用不同。光引起的形態變化，與光合產物的數量無關；需光種子在有光時才萌發，此時並不進行光合作用。

基本介紹

• 中文名：光形態發生
• 外文名：photomorphogenesis
• 別名：光形態建成
• 概述：植物因光而形態發生的現象或過程

概念簡介

又稱光形態建成。指光強、光質、光照時間和光的空間分布影響植物形態發生的現象或過程。包括以下幾個方面：①光照控制種子萌發，如菸草、萵苣、毛地黃等植物的種子，受光則萌發加速，或只在光照後才能萌發。而番茄、曼陀羅等植物的種子則相反，在光下不能萌發；②光照防止黃化現象，多數植物種的幼苗需有光才能變綠並正常生長；③有方向性的光照引起植物向光性運動，生長中的莖，向有光的或光照較強的方向彎曲，根則向相反方向彎曲（見植物運動）；④光周期控制開花時間（見光周期現象）；⑤高能量效應，高山上較強的紫外光，使植物比低處生長的矮，表現高山植物的特有形態。

光在光形態發生中起的是信號作用，與在光合作用中起能源作用不同。光引起的形態變化，與光合產物的數量無關；需光種子在有光時才萌發，此時並不進行光合作用。除能量以外，照射光的其他性質，如光譜成分、光照周期長短和光暗時間長短（光周期現象）以及照射方向（向光性運動）也會影響形態發生回響。

光形態發生

光在引起某一生物學回響前，必須被該生物體的某種成分（色素）吸收。各種色素的吸收光譜不同，即對不同波長的光吸收係數不同。將光形態發生中不同波長的光引起的回響（即作用光譜）與各種色素的吸收光譜相比較，就可以追蹤啟動這一回響的色素。按照起作用的色素的種類,可以把光形態發生效應分為以下幾類:①通過光敏素引起的，如促進或抑制種子萌發；黃化植物變綠；植物在長日照或短日照下開花等現象。②向性運動,其作用光譜與胡蘿蔔素及葉黃素的吸收光譜相似,但不盡相同。③高能量效應，例如引起高山植物形態的效應，其中介色素尚不清楚（見圖）。圖中列出了 3類效應的作用光譜。同時列出光合作用的作用光譜以資比較。

光所引起的形態變化，達到肉眼能見程度往往要在光照（或黑暗）處理後很久。如種子萌發需幾天，開花需幾十天或更久。在此期間，相繼發生一系列生物物理、生物化學和代謝的變化。例如光敏素在接受紅光變為遠紅光型(Pfr)以後，即會在植物體內引起葉綠素形成、葉綠體發育、許多種酶形成、核糖核酸合成等一系列變化。

相應類型

光形態發生的幾類回響，特別是通過植物光敏素引起的回響，在不同植物中作用光譜相似。但不同植物形態變化的具體表現卻各不相同，由各植物種的遺傳性決定。光信號為色素接收以後，可以在遺傳信息的轉錄或翻譯中起阻遏作用或去阻遏作用。

光形態發生

綠色植物對光照的不同情況作出回響，以調節其生長的速度和樣式，在很多情況下有利於對光能的吸收以進行光合作用，這在演化上和生態上有重要意義。例如種子未出土前胚軸伸長而葉不展開，有利於苗及早出土，接受陽光；植物地上部朝有光或光較強的方向彎曲和生長，也有利於多受日光照射。

理論意義

形態發生對光回響的總趨勢，是使形態改變得對光合作用有利，但吸收光的色素不是葉綠素，而是其他色素。這一點有其優越性。一方面，作為光形態發生回響的器官，往往並非光合器官，有時不含葉綠素；另一方面，光敏素在暗中自發的逆向轉化機理使植物能準確地量度夜長，這對於預告不適應於生長的季節（如嚴冬）的到來，提供了可靠的指標。

對植物光形態發生規律的認識，有助於了解不同植物或同一植物在不同光照條件下（例如在不同密度下或複合群體內的不同層次上）的特定株形的形成原因。植物開花期受日照長度的影響，是安排作物的播種期和引種中不可忽視的因素。雜草種子萌發對光照的不同回響方式，給雜草防除工作帶來許多困難，也應給予足夠的注意。

參考書目

H.Mohr,Lectures on Photomorphogenesis,Springer-Verlag,Berlin,New York,1972. 　劉瑞徵譯：《植物光形態建成》，科學出版社，北京，1981。