植物是如何感知外界的光照 聲音 溫度和化學物質等資訊的?

時間 2021-05-31 14:56:06

1樓:趙泠

細胞內PIN蛋白調控生長素的轉運方向[1],重力對生長素分布的影響[2]和生長素促進根系形成的效果給植物感知重力的能力。含有生長素的芽被太陽斜射時,生長素聚集在背陰面,使背陰面生長加快,植物向太陽傾轉。2023年,人類實驗確定通過控制生長素的濃度可以誘導植物形成根和芽,這是植物生物技術和遺傳改良發展的關鍵步驟。

現在人類也知道生長素結合蛋白的多方面資訊[3]。

細胞內的光敏色素感知光強度、不同波長的光強度分布、光方向、光晝夜週期和溫度[4]。在這方面,古菌、細菌、綠藻等單細胞生物和真菌使用I型視蛋白,植物使用隱花色素(對藍光敏感的黃素蛋白,對光方向和晝夜週期[5]

[6]反應明顯)、植物色素(包括葉綠素和各種輔助色素,可以感知光和熱[7]

[8],側根也使用它們感受紅光來避免鑽出土壤)、光調節素(對藍光敏感的蛋白質,對光方向反應明顯),動物使用II型視蛋白。

細胞壁在滲透壓差作用下推動質膜,使植物可以感受水,控制氣孔的開閉從而調控蒸騰速率[9],根尖[10]和花粉管[11]的生長也受此壓力影響。轉運蛋白幫浦入細胞內的溶質受細胞膨脹壓力的調節,使植物可以對乾旱和洪澇產生一定範圍內的適應。

蒸騰作用速率由於物理機制而受到地表與大氣的電壓差、空氣和土壤的濕度、風速、土壤溫度[12]等影響,進而讓植物可以對這些產生反應。

根部分泌芬類,細胞外膜蛋白質探測化學物質、病原體蛋白、芬類和各種外激素,LRR類受體蛋白激酶對此探測過程起主要作用。人類已經知道數百種LRR類受體蛋白激酶可促進植物的發育、生長、免疫以及對不同壓力的反應能力,並已經描繪出200種以上蛋白質相互作用的圖譜。人類已經知道植物身上有些起長期記憶作用和免疫作用的重要蛋白質是脘毒體。

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