|
前言：光对食用菌生长的作用直接影响到生产的利益，目前国内对食用菌光生物学研究甚少，建议大家有条件的应做些这方面的探讨。提供以下参考。
食用菌光生物学（photobiology）研究
光生物学（photobiology）是研究光与生物相互关系的科学，是生物学、化学、物理学等学科相互交叉、相互渗透形成的学科。其基本任务是阐明光作为一个环境信息如何作用于生物有机体，以及生物产生对光反应的机理。
主要有：（1）光技术和光生物学的实验方法；（2）生物光谱学；（3）光化学，研究由于光的作用而具有激发态电子的生物大分子及其反应；（4）光敏化作用，研究生物体吸收光的敏化剂及其对生物体产生的影响；（5）环境光生物学，检验一些光生物学过程和它们与整个生态系统的关系；（6）光形态建成，研究光信号是如何在宏观水平、亚细胞及分子水平调节着有机体的结构和形态的改变；（7）光运动，研究一个生物的整体或部分的空间位移是如何由光来调节的；（8）光合作用，研究生物体如何将光能转变成稳定的化学能及生物能的；（9）生物发光及其机制；（10）
用于植物光生物学研究的柔性LED光源系统。
食用菌光生物学研究的柔性LED光源系统。
该系统主要由LED、即插式万能基板和驱动与控制单元组成，主要特点是不同波长的LED可以依据实验要求在即插式万能基板作任意组合与排列，得到实验设计所需的光源。
食用菌光生物学研究，以前的研究主要依靠荧光灯和滤光片获得所需波长和光密度，无法准确定量控制，也无法按需任意设定定量参数组合，这制约了光生物学的深入研究。系统应该能够任意定量调控光密度、光波长（包括各种波长组合）、占空比（0-100%）和频率（100-1000HZ），是食用菌光生物学研究的有效工具和理想实验设备。
食用菌光生物学研究可参考以下内容：
光敏素
目录
发现史
理化性质
生理作用
作用机理
光敏素（phytochrome）
植物体内的一种蛋白色素。有钝化型和活化型两种形式，分别吸收红光和远红光而相互转化。植物主要通过这种色素接收外界的光信号来调节本身的生长和发育。
1945年H.A.博思威克、S.B.亨德里克斯和M.W.帕克用分光装置测定了短日植物大豆暗期光间断效应（见光周期现象）的作用光谱，证明这种效应应归因于植物体内的一种吸收红光的色素。以后他们发现红光的光间断效应可以被远红光解除，而再照红光时又可产生光间断效应。红光打破莴苣种子休眠的作用也同样可被远红光可逆地消除。因此设想有一种具有光逆转反应特性的色素存在。1959年W.L.巴特勒等从黄化玉米幼苗体内提取出这种色素，并称之以现名。1964年H.W.西格尔曼和E.M.费热从燕麦幼苗获得了纯光敏素。
光敏素广泛分布于植物界。在被子植物的根、下胚轴、子叶、胚芽鞘、茎、叶柄、叶片、营养芽、花托、花序、发育中的果实和种子中都存在。在蕨类植物、苔藓植物以及某些藻类中也曾观察到光敏素所特有的红光-远红光可逆作用。黄化植株所含光敏素的量比绿色植株高许多倍。但即使在含量最高的黄化幼苗的生长活跃部分（如豌豆上胚轴“钩”和燕麦胚芽鞘节）中的浓度也只在1010-6摩尔／升的水平。在绿色组织中,往往由于高浓度叶绿素的掩盖，而难于检测。
光敏素分子由蛋白质和生色团两部分组成。单体（1分子色素和1分子蛋白）的分子量在不同植物中有些不同，变化在 50～150之间。例如燕麦的为60，黑麦的为 120。光敏素的蛋白质中有很大比例的酸性和碱性氨基酸，以及含硫氨基酸，如半胱氨酸。所以光敏素是一个高度带电、非常活泼的蛋白分子，能通过内部重组而改变形式。它的等电点的pH值为6。
光敏素的生色团的每个亚基含有一个开链的四吡咯辅基。生色团以共价键与蛋白质相连。光敏素的两种不同形式（Pr与fr）的吸收光谱不同。Pr(r＝red，红)型为蓝色,吸收峰在波长660纳米的红光部分;fr（fr＝farred，远红）型为黄绿色，吸收高峰在波长730纳米的远红光部分。两种形式的光敏素吸收相应波长的光后分别转化成另一种形式。由于两种形式的吸收光谱有部分重叠，只是吸收率不同，所以在不同波长的光下进行不同程度的相互转化,形成不同的Pr/fr比值。因Pr对730纳米或更长远红光吸收极少，故在远红光下fr向Pr的转化接近完全；而Pr的吸收峰 660纳米处fr却也有少量吸收，所以在红光下最多只能将80％左右的Pr转化为fr。
每一单体的 fr较 Pr多一个半胱氨酸和一个组氨酸。fr的疏水性较强。
在调节植物光形态发生中起作用的是fr，Pr则为生理钝化型。光敏素在调节种子萌发、茎叶生长、下胚轴“钩”的伸直、叶绿体运动、花芽分化以及块茎块根形成中起作用。在种子萌发期和幼苗发育期以及营养生长向生殖生长转化的时期，光敏素的调节作用最为明显。
红光促进莴苣种子等需光种子的萌发。有些种子植物幼苗出土见光后，下胚轴停止生长，下胚轴“钩”伸直，子叶展开。在日光下生长的植物，茎的伸长受抑制；暗期光间断抑制短日植物开花,而促进长日植物开花,这些现象中起作用的都是光下特别是红光下形成的fr。
除了光形态发生效应以外，光敏素还参与调节膜的性质、50多种酶的活动、叶绿素和花青素的合成、乙酰胆碱的含量、合欢等豆科植物的小叶的开合等。此外，光敏素还明显激活rRNA顺反子的转录，加强rRNA前体的形成，以及控制聚核糖体的形成和核糖体的功能。
光敏素在体内合成时,Pr形式先形成,在光下一部分转变为fr。在黑暗中生长的植物，如黄化幼苗,只含Pr。fr除在远红光下向 Pr转化外,还会“衰败"，失去活性。此外，在有些植物中，fr在暗中也会转化为Pr，这个过程称为光逆转（见图）。在Pr和fr的相互转化中，还有一系列中间状态,其中有的具有生理活性。在连续光照下,光敏素的各种形式之间达到恒定的比例，Pr合成速度等于fr的衰败速度，光敏素的总量则恒定。离体的光敏素的两种形式也可以在不同波长的光下相互转化,但所达到的Pr/fr比值与同样光下体内的比值不同，说明光敏素在体内的存在状态与离体时不完全相同。由于光敏素的形式和状态的多样性和其间转化速率受各种条件影响的复杂性，使得光敏素在不同植物、不同器官中对各种生长发育过程的调节有许多复杂的情况。光敏素还与植物体内生物钟协同作用，赋予植物以精确计量日照长度的本领。
太陽輻射光譜
生物圈中的能量來自太陽的輻射能。其主要的波長範圍是150-4000nm(1nm=10-9m)，可見光約在380-760 nm，波長大於760nm的是紅外線，而小於380nm的是紫外線。紅外線約占50-60%，紫外線約占1%，其餘為可見光。
紫外線對細胞有殺傷性及引起突變的作用，但是紫外線透過大氣層時大多被臭氧吸收了。長波輻射有增熱效應，所以紅外線可使地球的溫度上升，地球上溫度變化非常可觀，最低紀錄是 -52.7oC、最高紀錄是58oC，同時溫度也影響生物的分布。植物只能利用可見光進行光合作用，將光能轉為化學能，儲存在有機物中供生物利用。太陽光影響陸地、海洋生物的分布及生長，海平面200公尺以下因缺少陽光所以綠色植物無法生存。
陽性植物(sun plant) & 陰性植物(shade plant)
陽性植物: 需充分的直射陽光才能生長或生長良好的植物.陽性植物往往具有較短
的節間、葉片小、葉面往往與光線平行,葉質厚、表面具臘質或絨毛。例如蒲
公英、柳、樟等植物。
陰性植物: 適宜生長於蔭蔽環境下的植物,在直射陽光下反而生長不良的植物,
陰性植物通常葉大而薄、葉面往往與光線垂直,小枝上葉的排列多呈一平面。
例如酢醬草、紅豆杉、鐵杉等。
光週期
光週期之感應部位
一般植物感受光週期之器官為葉，非莖部或莖頂生長點。而且當葉剛生長到面積達到最大時，最為敏感。換言之，極幼嫩之葉或衰老之葉的光週期感應效果較成葉差。短日植物之牛蒡，只要上述最敏感之葉片2平方公分受日照處理，就會誘導花芽形成。牽牛花之子葉為光週期感應之有效部位。
據研究，植物接受光週期感應之色素是光敏素(phytochrome)，由水溶性蛋白質與發色團結合而成。光敏素在白天吸收紅光，能抑制短日植物開花，促進長日植物開花。而在夜間只能吸收不可見之紅外光，能促進短日植物開花並抑制長日植物開花。
光期感應與開花激素
1936年蘇聯之植物生理學家Chailakyan認為葉片經過適當日長處理後，產生某種刺激物質，該刺激物質運轉至莖頂或葉腋間，使本來形成營養芽之部份分化成花芽。該刺激花芽分化之物質被稱為開花激素(Florigen) 。又短日植物之開花激素可能在黑暗中形成，故需一定之夜長以下才會開花；而長日植物之開花激素可能在白天產生，故連續照光也可開花。
我們已經明白植物能偵測出日照長短的機制是因為光敏素(Phytochrome)能感應陽光。植物接受光周刺激的光敏素累積於葉內，促使葉產生成花素，經韌皮部運至芽端分生組織，以形成花原體。
光敏素有兩種可逆型態，當光敏素(Pr)吸收660nm的紅光時會轉變成Pfr型，當Pfr吸收730nm的遠紅光時則會轉換成Pr型的光敏素。
紅光
Pr -------------------> Pfr
Pfr -------------------> Pr
遠紅光(dark)
Phytochrome會影響生長、發展及器官發育的位置，其作用包括了抑制節間的延長、發展適合的葉形、增加葉綠素的量及偵測光照長短，所以就是一個光的接受器。一旦照射紅外光後馬上再照遠紅光則失去生理意義，因為Pfr才是有生理作用的光敏素。
長日照植物、短日照植物
光週期(photoperiod)可控制植物進入開花週期，依光照時間長短的差異可分為三種類型:
1.長日照植物: 要求經歷一段日長大於一定長度、夜長小於一定長度的時期才能開花的植物,亦即夜長小於臨界暗期才能開花的植物.此類植物大多屬於溫帶地區晚春或早夏開花的植物，包括的植物如小麥、苜蓿及甘藍。
2.短日照植物:多在秋冬或早春日長較短的季節形成花芽並開花的植物包括的植物如草莓、菊花等。
3.中性植物: 開花不會受到日照長短的影響，例如大豆、玉米、棉花及蕃茄等。
4.定日長植物：這種植物只有一定日長才會開花。例如野生甘蔗(Saccharm spontaneum)在日長為12.5小時才開花，超過及不足該日長均不能開花。
判斷一植物屬上述之那一類，不能單以日長之長短來區分，必須以臨界日長為界限，長日植物在超過某一定之日長下才會開花；短日植物則在少於某一定之日長才會開花。此一定之日長，亦即剛好讓感光性植物開花的日長稱臨界日長。
| 
窥视卡
雷达卡
发表于 2009-7-8 14:24:22
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
