光形态发生

光形态发生

光形态发生又称光形态建成。指光强、光质、光照时间和光的空间分布影响植物形态发生的现象或过程。包括以下几个方面：

1.光照控制种子萌发，如烟草、莴苣、毛地黄等植物的种子，受光则萌发加速，或只在光照后才能萌发。而番茄、曼陀罗等植物的种子则相反，在光下不能萌发。

2.光照防止黄化现象，多数植物种的幼苗需有光才能变绿并正常生长。

3.有方向性的光照引起植物向光性运动，生长中的茎，向有光的或光照较强的方向弯曲，根则向相反方向弯曲。

4.光周期控制开花时间。

5.高能量效应，高山上较强的紫外光，使植物比低处生长的矮，表现高山植物的特有形态。

光在光形态发生中起的是信号作用，与在光合作用中起能源作用不同。光引起的形态变化，与光合产物的数量无关；需光种子在有光时才萌发，此时并不进行光合作用。除能量以外，照射光的其他性质，如光谱成分、光照周期长短和光暗时间长短（光周期现象）以及照射方向（向光性运动）也会影响形态发生响应。

光在引起某一生物学响应前，必须被该生物体的某种成分（色素）吸收。各种色素的吸收光谱不同，即对不同波长的光吸收系数不同。将光形态发生中不同波长的光引起的响应（即作用光谱）与各种色素的吸收光谱相比较，就可以追踪启动这一响应的色素。按照起作用的色素的种类，可以把光形态发生效应分为以下几类：

1.通过光敏素引起的，如促进或抑制种子萌发；黄化植物变绿；植物在长日照或短日照下开花等现象。

2.向性运动，其作用光谱与胡萝卜素及叶黄素的吸收光谱相似，但不尽相同。

3.高能量效应，例如引起高山植物形态的效应，其中介色素尚不清楚。

光所引起的形态变化，达到肉眼能见程度往往要在光照（或黑暗）处理后很久。如种子萌发需几天，开花需几十天或更久。在此期间，相继发生一系列生物物理、生物化学和代谢的变化。例如光敏素在接受红光变为远红光型（P_fr）以后，即会在植物体内引起叶绿素形成、叶绿体发育、许多种酶形成、核糖核酸合成等一系列变化。

光形态发生的几类响应，特别是通过植物光敏素引起的响应，在不同植物中作用光谱相似。但不同植物形态变化的具体表现却各不相同，由各植物种的遗传性决定。光信号为色素接收以后，可以在遗传信息的转录或翻译中起阻遏作用或去阻遏作用。

绿色植物对光照的不同情况作出响应，以调节其生长的速度和样式，在很多情况下有利于对光能的吸收以进行光合作用，这在演化上和生态上有重要意义。例如种子未出土前胚轴伸长而叶不展开，有利于苗及早出土，接受阳光；植物地上部朝有光或光较强的方向弯曲和生长，也有利于多受日光照射。

形态发生对光响应的总趋势，是使形态改变得对光合作用有利，但吸收光的色素不是叶绿素，而是其他色素。这一点有其优越性。一方面，作为光形态发生响应的器官，往往并非光合器官，有时不含叶绿素；另一方面，光敏素在暗中自发的逆向转化机理使植物能准确地量度夜长，这对于预告不适应于生长的季节（如严冬）的到来，提供了可靠的指标。

对植物光形态发生规律的认识，有助于了解不同植物或同一植物在不同光照条件下（例如在不同密度下或复合群体内的不同层次上）的特定株形的形成原因。植物开花期受日照长度的影响，是安排作物的播种期和引种中不可忽视的因素。杂草种子萌发对光照的不同响应方式，给杂草防除工作带来许多困难，也应给予足够的注意。