1. TỔNG QUANT ÀI LIỆU
1.3.3.1.Phytochrom e– thụ quan ánh sáng đỏ và đỏ xa ở thực vật
Phytochrome là một homodimer, trong đó mỗi phân tử protein xác định có trọng lượng khoảng 125 kDa với 1128 amino acid, nối với một phân tử hấp thu ánh sáng khác (rhodopsin). Ở thực vật có 5 phytochrome là PhyA, PhyB, PhyC, PhyD và
PhyE với chức năng riêng biệt khác nhau. Các phytochrome khác nhau cũng hấp thu tốt nhất các phổ (bước sóng) khác nhau.
Các phytochrome hiện diện trong hai dạng có thể chuyển đổi qua lại:
- PR khi nó hấp thu ánh sáng đỏ (R; 660 nm). - PFR khi nó hấp thu ánh sáng đỏ xa (FR; 730 nm).
Có các mối quan hệ sau:
- PR hấp thu ánh sáng đỏ chuyển đổi thành PFR. - PFR hấp thu ánh sáng đỏ xa chuyển thành PR. - Trong tối, PFR chuyển ngay thành PR.
Ánh sáng mặt trời giàu tia đỏ (660 nm) hơn tia đỏ xa (730 nm), do vậy khi mặt trời lặn tất cả phytochrome ở dạng PFR, đây là dạng hoạt động mang tính sinh lý học, có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của các enzyme và sự biểu hiện gene (Wang và cộng sự, 1991). Trong suốt ban đêm, PFR phần lớn chuyển thành PR và một phần bị phá hủy. Không thể tách riêng được hai dạng PR và PFR. Trong 100% ánh sáng đỏ có 85% PFR và 100% ánh sáng đỏ xa có 97% PR. Tỉ lệ cân bằng đỏ/đỏ xa được gọi là trạng thái quang cân bằng (photoationary).
Chức năng của phytochrome
Phytochrome có chức năng trong các đáp ứng ánh sáng và quang kỳ của thực vật: phân hóa lục lạp từ proplastid, nảy mầm hạt, kéo dài thân và ra hoa. Phytochrome là nhân tố trung gian trong sự đáp ứng ức chế kéo dài trục hạ diệp của ánh sáng xanh. Nó có thể tham gia vào quá trình truyền tín hiệu của cry1. Tuy nhiên, sự ức chế kéo dài trục hạ diệp phụ thuộc cry1 có thể độc lập với phytochrome. Khi đó PhyA có thể hoạt động như một thụ quan của ánh sáng xanh, điều khiển quá trình mở rộng lá mầm dưới sự cảm ứng của ánh sáng xanh.
Kiểm soát sự biểu hiện gene bởi ánh sáng
Phytochrome kiểm soát sự phiên mã một số gene bao gồm tiểu phần nhỏ rubisco, protein gắn kết với chlorophyll a hay b và enzyme ly giải phenylalanine ammonia. Dưới ánh sáng đỏ, tốc độ phiên mã của tiểu phần nhỏ rubisco có thể tăng lên 20 lần.