1 von der Zygote Entwicklungsphysiologie der Pflanzen Morphogenese durch Wachstum und Differenzierung Entwicklungsprogramme gesteuert von inneren und äußeren Faktoren (wie Hormone, Strahlung) zum vollständig ausdifferenzierten Organismus Äußerer Faktor Licht bei Wachstum im Dunkeln (gegenüber im Licht) resultiert eine veränderte Morphologie Skotomorphogenese (Entwicklung im Dunkeln) Photomorphogenese (im Licht) Erde Knolle Knolle gestreckte Sprossachse und nicht entwickelte, bleiche Blätter gestauchte Sprossachse und voll entwickelte, grüne Blätter „Vergeilung“ Molekulare Grundlagen der Licht- Perzeption: Phytochrom (Chromoprotein) a) Phytochrom Chromophor b) Phytochrom Apoprotein c) Absorptionsspektren der Pr- und Pfr-Formen d) Phytrochrom Aktivitäten Wachstum & Entwicklung (verschiedene Antworten) Pigment-Bildung, Schattenvermeidung, Photoperiodik, etc. Chromophor Pr Pfr Samenkeimung Pr-Form Pfr-Form cis/trans- Isomerisierung der Doppelbindung Das Phytochrom-System als Beispiel eines molekularen Schaltmechanismus in Pflanzen (Lichtperzeption) Pfr730 langsame Rückbildung im Dunkeln Abbau dunkelrotes Licht Pr660 weisses oder hellrotes Licht Cytosol Entwicklungs- programme Nukleus Chromatin Kernpore Kern Genaktivierung via Phytochrom Ein gutes Beispiel für eine Interaktion von parallel laufenden Signalwegen Pfr- Form G-Proteine Anthocyan- Biosynthese Chloroplasten- entwicklung Ca 2+ CaM aktiviert Klasse I- Gene cGMP aktivieren Klasse II- Gene konvergierende Signalwege Cytosol Nucleus Licht und Stress Plasmolyse Rhoeo discolor Epidermis Pflanzen, die Trockenstress aus-gesetzt sind (hier Arabidopsis), zeigen Verfärbungen ihrer Blätter aufgrund Anthocyan-Produktion (dunkelrote Schirm-Pigmente) ⇒Schutz des Photosynthese-Apparates Figure 11 photobiology.info Bild: MPG.de PAR = photosynthetically acitve radiation
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Entwicklungsphysiologie Äußerer Faktor Licht der Pflanzen · resultiert eine veränderte Morphologie Skotomorphogenese (Entwicklung im Dunkeln) Photomorphogenese (im Licht) Knolle
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1
von der Zygote
Entwicklungsphysiologieder Pflanzen
Morphogenesedurch Wachstum und Differenzierung
Entwicklungsprogrammegesteuert von innerenund äußeren Faktoren
(wie Hormone, Strahlung)
zum
vollständig ausdifferenzierten Organismus
Äußerer Faktor Lichtbei Wachstum im Dunkeln (gegenüber im Licht)
resultiert eine veränderte Morphologie
Skotomorphogenese(Entwicklung im Dunkeln)
Photomorphogenese
(im Licht)
ErdeKnolle Knolle
gestreckte
Sprossachse
und nicht entwickelte,
bleiche Blätter
gestauchte
Sprossachse
undvoll entwickelte,
grüne Blätter
„Vergeilung“
Molekulare Grundlagen der Licht-Perzeption:Phytochrom
(Chromoprotein)
a) Phytochrom Chromophor
b) Phytochrom Apoprotein
c) Absorptionsspektren der Pr- und Pfr-Formen
d) Phytrochrom Aktivitäten
Wachstum & Entwicklung
(verschiedene Antworten)
Pigment-Bildung,
Schattenvermeidung,
Photoperiodik, etc.
Chromophor
Pr Pfr
Samenkeimung
Pr-Form
Pfr-Form
cis/trans-
Isomerisierung
der
Doppelbindung
Das Phytochrom-Systemals Beispiel eines
molekularen Schaltmechanismus in Pflanzen (Lichtperzeption)
Pfr730
langsame
Rückbildung im Dunkeln
Abbau
dunkelrotes
Licht
Pr660
weisses
oder
hellrotes
Licht
Cytosol
Entwicklungs-programme
NukleusChromatin
Kernpore
Kern
Genaktivierung via PhytochromEin gutes Beispiel für eine Interaktion von parallel laufenden Signalwegen