1、植物的光形态建成光对植物生长的影响有直接与间接两个方面的作用。光对植物生长的影响有直接与间接两个方面的作用。间接间接 光作为能源影响植物的光合作用与蒸腾作用；光作为能源影响植物的光合作用与蒸腾作用；直接直接 影响植物的形态建成。影响植物的形态建成。光调控的植物生长发育过程包括：种子萌发、黄化光调控的植物生长发育过程包括：种子萌发、黄化苗转绿、气孔运动、花芽分化以及器官衰老等。这种调苗转绿、气孔运动、花芽分化以及器官衰老等。这种调节通常是通过信号转导，改变生理代谢或诱发基因的表节通常是通过信号转导，改变生理代谢或诱发基因的表达，控制细胞的分裂、分化与生长来实现的，并最终汇达，控制细胞的分裂、分化
2、与生长来实现的，并最终汇集到组织和器官的建成。集到组织和器官的建成。间接作用间接作用 直接作用直接作用 光合作用光合作用 光形态建成光形态建成 光的作用光的作用 光能转变为化学能光能转变为化学能 光只作为信号光只作为信号光的影响光的影响 光对代谢过程影响光对代谢过程影响 光对形态变化影响光对形态变化影响对光的要求对光的要求 高能高能 低能低能光的受体光的受体 叶绿素及类胡萝卜素叶绿素及类胡萝卜素 光敏色素、隐花色素、向光素光敏色素、隐花色素、向光素光形态建成光形态建成（Photomorphogenesis）光控发育即依赖光控光控发育即依赖光控制细胞的分化、结构和功制细胞的分化、结构和功能的改变
3、，最终汇集成组能的改变，最终汇集成组织和器官的建成。织和器官的建成。黄化现象黄化现象Skotomorphogenesis 黄化现象即幼苗在黑暗黄化现象即幼苗在黑暗条件下表现出茎细长、顶条件下表现出茎细长、顶端呈钩壮弯曲，叶片小而端呈钩壮弯曲，叶片小而呈黄白色。黄化瘦弱与营呈黄白色。黄化瘦弱与营养无关。养无关。蒜黄栽培(1)品种选择品种选择蒜黄的产值较高，应选用大瓣品种，以求发芽快，生长粗壮，产量高。选种时剔除冻、烂、伤、弱的蒜瓣。(2)栽培场地栽培场地 蒜黄主要在冬春低温季节栽培，凡是有一定温度条件的场所均可进行。多采用保温性能较差的塑料大棚、小拱栅、风障畦、空室、菜窖，或在流水的河滩地、泉水
4、地旁进行。在保护地内挖3040厘米深的栽培床，床宽1215米。在室内可用砖砌成0506米的长方形栽培池。在河滩或泉水边，可挖成115米深的栽培地。栽培蒜黄可用细沙或砂壤土。在栽培床内铺沙或土36厘米，摊平。(3)播种播种 蒜黄可在10月上旬到翌年3月下旬连续不断地播种和收获。从种到收获，在适温条件下约2025天。可根据上市期确定播种期。播种前，把选出的蒜头用清水浸泡24小时，使之吸足水分后去掉蒜盘踵部，一个换一个地把蒜头紧紧排在栽培池内，尽量不留空隙，空隙处亦用散种瓣填严。(4)田间管理田间管理遮荫。蒜芽大部分出土时，栽培床上盖苇帘或草苫子遮光，亦可盖黑色塑料薄膜遮光，以软化蒜叶，保证蒜黄的质
5、量。温度管理。播种后至出土前，利用保护地的覆盖措施尽量提高栽培床温度，白天保持2528，夜温不能低于1820，如有条件，夜温略高于日温更好。水分管理。蒜黄栽培中，第一水应充足，一定要淹没蒜瓣。以后每24天浇1次水，保持栽培床经常湿润。通风。栽培床内有时积聚大量二氧化碳或保护地加温时放出一氧化碳等有害气体。在中午温度高时，应放风换气。出于保温需要，一般不必过多地通风。(5)收获收获 蒜黄高2530厘米左右时，即可收割。从播种至收获约2025天。收割时刀要快，下刀不宜过深，以贴地皮割下为宜，不可割伤蒜瓣。割后不要立即浇水，防止刀口感染34天后浇水，促进第二茬生长。约过20天后可收第二刀。收第三主刀
6、时连瓣拔起。第一刀，每千克蒜种可产蒜黄0708千克，第二刀约0405千克。收割后的蒜黄要扎成捆，放在阳光下晒一下，使蒜叶由黄白色转变为金黄色，称“晒黄”。晒的时间不要太长，并注意防冻。蒜黄栽培蒜黄栽培主要在冬春低温季节栽培，可在10月上旬到次年3月下旬连续不断地播种和收获。K+channels openK+channels open 类型I光敏色素（PI）黄化组织光敏素，光不稳定型，参与调控的反应时间较短。芥菜、莴苣幼苗下胚轴的延长；Ahmad M,Cashmore AR(1993).光合作用 光形态建成Exposed to red light这个模型有助于我们对光形态建成细胞中生理生化变化的
7、理解。由于隐花色素作用光谱的最高峰处在蓝光区，所以常把隐花色素引起的反应简称为蓝光效应。各种植物光敏色素的分子量大体为120 000127 000，拟南芥研究得知多种光敏色素的编码基因和蛋白质。与呼吸及能量代谢有关的 细胞色素C氧化酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶；红光(R)吸收型Pr:(最大吸收峰在红光区的660nm)，Pr属于生理钝化型，在黄化苗中仅存在Pr型，照射白光或红光后Pr型转化Pfr型蓝光对植物生长发育的影响非常重要,涉及多种生理过程的调节作用,包括脱黄化、开花、昼夜节律、基因表达、向光性、叶绿
8、体运动和气孔运动等。第一刀，每千克蒜种可产蒜黄0708千克，第二刀约0405千克。当植物受到周围植物的遮阴时，R：FR值变小，阳生植物在这样条件下，茎向上伸长速度加快，以获取更多的阳光，这就叫避阴反应，属生态反应。蒜苗栽培蒜黄、韭黄是在黑暗条件下培育出来的，因为植物此时不能合成叶绿素，只能长成黄化苗，而黄化苗的薄壁细胞比较多，所以吃起来比较嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。韭黄栽培植物在进化过程中适应光环境的同时其受光体家族也逐渐进化目前已知植物在进化过程中适应光环境的同时其受光体家族也逐渐进化目前已知至少存在三类光受体：至少存在三类光受体：1)1)光敏色素光敏色素(phytochrome):(ph
9、ytochrome):感受红光及远红光区域的光感受红光及远红光区域的光(600(600750nm)750nm)。2 2）隐花色素）隐花色素(cryptochrome)(cryptochrome)、向光素、向光素(phototropin):(phototropin):感受蓝光和近紫外感受蓝光和近紫外光区域的光光区域的光(320(320500nm)500nm)。3 3）UV-BUV-B受体，感受紫外光受体，感受紫外光B B区域的光区域的光光敏色素的发现是植物光形态建光敏色素的发现是植物光形态建成发展的里程碑，自二十世纪成发展的里程碑，自二十世纪5050年代末发现光敏色素以后，研究年代末发现光敏色素
10、以后，研究迅速开展和深入，从分子水平阐迅速开展和深入，从分子水平阐明其作用机理已有很大进展。明其作用机理已有很大进展。UV-AUV-A：320320400nm400nm，可穿过大气层到达地面，可穿过大气层到达地面UV-BUV-B：280280320nm320nm，臭氧层变薄可使到达地面量增加，臭氧层变薄可使到达地面量增加UV-CUV-C：280nm280nm以下以下,被臭氧层吸收，不能到达地面被臭氧层吸收，不能到达地面一、光敏色素的发现、分布和性质一、光敏色素的发现、分布和性质1.光敏色素的发现光敏色素的发现1952年年Borthwick和和Hendricks发现红光促进发现红光促进莴苣种子发
11、芽，而远红光逆转这个过程，种子莴苣种子发芽，而远红光逆转这个过程，种子萌发百分率的高低取决于最后一次曝光波长。萌发百分率的高低取决于最后一次曝光波长。1959年，年，Butler等发现，红光和远红光处理等发现，红光和远红光处理黄化玉米幼苗，吸收光谱发生可逆变化，并成黄化玉米幼苗，吸收光谱发生可逆变化，并成功分离出光敏色素。功分离出光敏色素。光线对种子萌发的影响与光的波长有关光线对种子萌发的影响与光的波长有关需光种子的萌发受红光（需光种子的萌发受红光（660nm660nm）促进，被远红光（）促进，被远红光（730nm730nm）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抑制，在红光下促
12、进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。抵消（或逆转）。藻、真菌、蕨和筛子植物都有蓝光反应。光的作用 光能转变为化学能 光只作为信号光的受体 叶绿素及类胡萝卜素 光敏色素、隐花色素、向光素光（光质）形态建成的主要方面：05mol/m2的光诱导，即使在实验室的安全光下反应都可能发生。光敏色素调节的反应类型当植物受到周围植物的遮阴时，R：FR值变小，阳生植物在这样条件下，茎向上伸长速度加快，以获取更多的阳光，这就叫避阴反应，属生态反应。关于Rubisco小亚基(SSU)的基因rbcS和LHC的基因cab表达的光调节研究得较为深入。光光敏素PIP2IP3 DG细胞质中Ca2+增加激活蛋白
13、激酶蛋白磷酸酶蛋白质磷酸化mRNA 蛋白质或酶生理反应。质体（包括叶绿体）的形成；黄化现象Skotomorphogenesis远红光促使光敏素从远红光吸收型（Pfr）转变为红光吸收型（Pr），致使根尖从玻璃杯内壁释放到溶液中。Roux等（1994）提出：外界信号光可能通过质膜上PIP2，水解IP3和DG，由IP3和DG使细胞内Ca2增加，激活蛋白激酶和蛋白磷酸酶。3）UV-B受体，感受紫外光B区域的光生色团在质体中合成后就被运送到胞质中，与脱辅基蛋白质装配形成光敏色素全蛋白质。红光吸收型和远红光吸收型红光吸收型和远红光吸收型两种构型两种构型红光吸收型（红光吸收型（PrPr）:远红光吸收型（远红
14、光吸收型（PfrPfr）:生理钝化形式，吸收峰在生理钝化形式，吸收峰在66660 0nmnm生理活化形式，吸收峰在生理活化形式，吸收峰在730nm730nm两种存在形式可以相互转化：两种存在形式可以相互转化：红光（红光（660nm660nm）远红光（远红光（730nm730nm）PrPfr Pr Pr型与型与PfrPfr型的相互转化是蓝色蛋白质的一种特性。在转化型的相互转化是蓝色蛋白质的一种特性。在转化过程中，生色团结构与蛋白质的空间构型均发生变化。其中，过程中，生色团结构与蛋白质的空间构型均发生变化。其中，生色团的变化可能与两个氢原子转移有关。生色团的变化可能与两个氢原子转移有关。通常通常出
15、出2020100100倍。倍。蛋白质丰富的分生组蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏织中含有较多的光敏色素。色素。蛋白质生色团血红素血红素 光敏色素类型及其基因光敏色素类型及其基因 类型类型I I光敏色素（光敏色素（PIPI）黄化组织光敏素，光不稳定型，黄化组织光敏素，光不稳定型，参与调控的反应时间较短。在黄化组织中大量存在，在光转参与调控的反应时间较短。在黄化组织中大量存在，在光转变成变成PfrPfr后就迅速降解，在绿色组织中含量较低。后就迅速降解，在绿色组织中含量较低。类型类型IIII光敏色素（光敏色素（PIIPII）绿色组织光敏素，光稳定型，绿色组织光敏素，光稳定型，参与调控的反应时间较
16、长。在黄化组织中含量较低，仅为参与调控的反应时间较长。在黄化组织中含量较低，仅为PP的的1%1%2%2%，但光转变成，但光转变成PfrPfr后较稳定，加之在绿色植物中后较稳定，加之在绿色植物中PP被选择性降解，因而被选择性降解，因而PP虽然含量低，却是绿色植物中主虽然含量低，却是绿色植物中主要的光敏色素。要的光敏色素。植物光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。拟南芥中至植物光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。拟南芥中至少存在少存在5 5个基因，分别为个基因，分别为PHYAPHYA，PHYBPHYB，PHYCPHYC，PHYDPHYD，PHYEPHYE。不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布，
17、有不不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布，有不同的生理功能。同的生理功能。PHYAPHYA编码编码PP，PHYAPHYA的表达受光的负调节，在光下的表达受光的负调节，在光下mRNA mRNA 合成受合成受到抑制到抑制。在光下在光下PHYAPHYA基因的转录活性被强烈抑制；基因的转录活性被强烈抑制；PHYBPHYB、C C、D D、E E 编码编码PP光敏色素，这光敏色素，这4 4个基因表达不受光的影个基因表达不受光的影响，在光暗下均能表达。属于组成性表达响，在光暗下均能表达。属于组成性表达(基因表达不受时期、部基因表达不受时期、部位、环境影响位、环境影响 )。R需光种子的萌发受红光（
18、660nm）促进，被远红光（730nm）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。远红光(FR)吸收型Pfr:(最大吸收峰在远红光区的730nm)，生理活化型。Butler)等用双波长分光光度计成功地检测到黄化芜菁子叶和黄化玉米幼苗体内吸收红光或远红光而相互转化的一种色素，并成功地分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的光受体，它是一种色素蛋白，Borthwick等在1960年称之谓光敏色素。基因调节假说慢反应：光量子能过光敏素调节基因转录，包括酶诱导和蛋白质的合成，到生长发育速度，反应缓慢，以小时和天计，反应不可逆。K+channels open1993年从拟南芥中克隆
19、了CRY1，含有与蝶呤、脱氮黄素、FAD相结合的区域。芥菜、莴苣幼苗下胚轴的延长；对光的要求 高能 低能在黄化组织中大量存在，在光转变成Pfr后就迅速降解，在绿色组织中含量较低。与脂类代谢有关的脂氧合酶；需光种子的萌发受红光（660nm）促进，被远红光（730nm）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。光质光受体信号转导组分光调节基因光形态建成反应PHYA编码P，PHYA的表达受光的负调节，在光下mRNA 合成受到抑制。这两种重要的叶绿体蛋白的基因都存在于细胞核中。而当用几小时的高光处理后，也表现出高幅照度反应(色素反应不可逆)，作用光谱在红光区和蓝光区两个高峰。
20、诱导多种酶的合成诱导多种酶的合成 植物体内有约植物体内有约6060多种酶或蛋白质的多种酶或蛋白质的合成受光敏色素诱导。叶绿素合成酶、合成受光敏色素诱导。叶绿素合成酶、RubiscoRubisco和和PEPCPEPC、硝、硝酸还原酶、呼吸系统酶、核酸代谢酶、氮素代谢酶等。酸还原酶、呼吸系统酶、核酸代谢酶、氮素代谢酶等。参与植物激素代谢参与植物激素代谢 黄化大麦经红光照射，黄化大麦经红光照射，GAGA含量急剧含量急剧上升；红光可以减少植物体内游离生长素水平；激素可以上升；红光可以减少植物体内游离生长素水平；激素可以模拟红光诱导反应，如模拟红光诱导反应，如GAGA能使处于休眠期的需光种子萌发。能使处
21、于休眠期的需光种子萌发。去黄化反应去黄化反应(de-etiolation)抑制茎伸长抑制茎伸长弯钩张开弯钩张开叶伸展叶伸展转绿，色素合成转绿，色素合成避阴反应避阴反应（shade avoidance response）关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说：说：膜作用假说膜作用假说基因调节假说慢反应：光量子能过光敏素调节基因转录，基因调节假说慢反应：光量子能过光敏素调节基因转录，包括酶诱导和蛋白质的合成，到生长发育速度，反应缓慢，包括酶诱导和蛋白质的合成，到生长发育速度，反应缓慢，以小时和天计，反应不可逆。如种子萌发。以小时和天计，反
22、应不可逆。如种子萌发。二、二、光敏色素的作用机制HendricksHendricks和和BorthwickBorthwick（19671967）提出。）提出。主要内容：光敏色素位于膜上，当其发生光化学转换时，主要内容：光敏色素位于膜上，当其发生光化学转换时，PfrPfr直接与膜发生物理作用，从而改变膜的透性、膜上酶的直接与膜发生物理作用，从而改变膜的透性、膜上酶的分布，进一步影响跨膜离子流动和酶的活性，最终引起植物分布，进一步影响跨膜离子流动和酶的活性，最终引起植物形态建成的变化。形态建成的变化。膜透性改变膜透性改变膜上酶改变膜上酶改变离子通道打开离子通道打开离子泵活性离子泵活性Ca2+浓度变
23、化浓度变化K+浓度变化浓度变化Ca2+信使系统信使系统膨压运动膨压运动含羞草叶片昼夜运动含羞草叶片昼夜运动Pulvinus is osmotically driven by rapid redistribution of K+,Cl-and malate.H+effluxK+channels open光的作用 光能转变为化学能 光只作为信号1)光敏色素(phytochrome):感受红光及远红光区域的光(600750nm)。生理钝化形式，吸收峰在660nm主要内容：光敏色素位于膜上，当其发生光化学转换时，Pfr直接与膜发生物理作用，从而改变膜的透性、膜上酶的分布，进一步影响跨膜离子流动和酶的活
24、性，最终引起植物形态建成的变化。分离出了这种光受体，称之为光敏素。燕麦胚芽鞘的向光性作用光谱及核黄素和胡萝卜素的吸收光谱PHYB、C、D、E 编码P光敏色素，这4个基因表达不受光的影响，在光暗下均能表达。UV-B：280320nm，臭氧层变薄可使到达地面量增加需光种子的萌发受红光（660nm）促进，被远红光（730nm）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。光光敏素PIP2IP3 DG细胞质中Ca2+增加激活蛋白激酶蛋白磷酸酶蛋白质磷酸化mRNA 蛋白质或酶生理反应。这两种重要的叶绿体蛋白的基因都存在于细胞核中。红光可以减少植物体内游离生长素水平；这个效应可被照射
25、红光后立即照射30秒远红光全部逆转。去黄化反应(de-etiolation)红光红光Pfr与膜系统结合与膜系统结合胞内细胞器中胞内细胞器中Ca2+外排外排胞胞内内Ca2+水平水平Ca与与CaM结合结合CaCaM激活肌动球激活肌动球Pr肌动肌动Pr纤丝收缩纤丝收缩牵拉叶绿体转动牵拉叶绿体转动 棚田效应：红光可诱导离体黄化绿豆根尖棚田效应：红光可诱导离体黄化绿豆根尖的膜产生少量正电荷，因此可使之粘附在的膜产生少量正电荷，因此可使之粘附在带负电荷的玻璃表面。远红光照射可逆转带负电荷的玻璃表面。远红光照射可逆转该现象。该现象。与乙酰胆碱有关：红光可提高组织中乙酰与乙酰胆碱有关：红光可提高组织中乙酰胆碱
26、水平，组织中乙酰胆碱水平升高可以胆碱水平，组织中乙酰胆碱水平升高可以刺激质子从根细胞流出到溶液中，从而形刺激质子从根细胞流出到溶液中，从而形成表面正电势，以致根尖被吸附到带负电成表面正电势，以致根尖被吸附到带负电的玻璃杯内壁上；远红光促使光敏素从远的玻璃杯内壁上；远红光促使光敏素从远红光吸收型（红光吸收型（PfrPfr）转变为红光吸收型）转变为红光吸收型（PrPr），致使根尖从玻璃杯内壁释放到溶），致使根尖从玻璃杯内壁释放到溶液中。但是也有实验指出乙酰胆碱在这一液中。但是也有实验指出乙酰胆碱在这一过程中仅相当于单价阳离子的作用过程中仅相当于单价阳离子的作用。光敏色素具有受体和激酶的光敏色素具有
27、受体和激酶的双重性质；双重性质；X X有多种类型：细有多种类型：细胞核中多为转录因子，调节胞核中多为转录因子，调节基因表达；细胞质中则为基因表达；细胞质中则为G G蛋蛋白、白、CaMCaM、激酶或底物等，启、激酶或底物等，启动细胞质信号转导，调节膜动细胞质信号转导，调节膜离子流等生理反应。离子流等生理反应。蒜黄、韭黄是在黑暗条件下培育出来的，因为植物此时不能合成叶绿素，只能长成黄化苗，而黄化苗的薄壁细胞比较多，所以吃起来比较嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。通常黄化苗中光敏色素含量比绿色组织中高出20100倍。如增加光照幅度可减少照光时间，反之亦然。芥菜、莴苣幼苗下胚轴的延长；K+channels
28、open高等植物典型的蓝光反应有去黄化、抑制茎伸长、控制植物开花、向光性、叶绿体运动、气孔运动、调节植物“生物钟”等。光照强度：强光植物细胞、器官、个体形态矮小，弱光相对高大；Butler)等用双波长分光光度计成功地检测到黄化芜菁子叶和黄化玉米幼苗体内吸收红光或远红光而相互转化的一种色素，并成功地分离出这种吸收红光-远红光可逆转换的光受体，它是一种色素蛋白，Borthwick等在1960年称之谓光敏色素。与碳水化合物代谢有关的 淀粉酶、-半乳糖苷酶；向光素是继光敏色素和隐花色素之后发现的一种蓝光受体。极低辐照度反应VLFR因此极低光量反应只能在全黑环境下观察，供试材料一般为暗中生长的幼苗或种子
29、。光敏色素调节的反应类型当植物受到周围植物的遮阴时，R：FR值变小，阳生植物在这样条件下，茎向上伸长速度加快，以获取更多的阳光，这就叫避阴反应，属生态反应。X有多种类型：细胞核中多为转录因子，调节基因表达；Photomorphogenesis 1，op1)光诱导基因表达光诱导基因表达新生成的新生成的SSUSSU进入叶绿体，与在叶绿体中合成的大亚基进入叶绿体，与在叶绿体中合成的大亚基LSULSU结合，组装成结合，组装成RubiscoRubisco全酶。而全酶。而LHCLHC进入叶绿体后，进入叶绿体后，则参与了类囊体膜上的则参与了类囊体膜上的PSPS复合体的组成。复合体的组成。关于关于Rubisc
30、oRubisco小亚基小亚基(SSU)(SSU)的基因的基因rbcSrbcS和和LHCLHC的基因的基因cabcab表达的光调节表达的光调节研究得较为深入。这两种重要的叶绿体蛋白的基因都存在于细胞核中。研究得较为深入。这两种重要的叶绿体蛋白的基因都存在于细胞核中。Ahmad M,Cashmore AR(1993).HY4 gene of thaliana encodes a protein with characteristics of a blue-light photoreceptor.Nature,366:162-166燕麦胚芽鞘的向光性作用光谱及核黄素和胡萝卜素的吸收光谱燕麦胚芽鞘的向
31、光性作用光谱及核黄素和胡萝卜素的吸收光谱蓝光反应的作用光谱特征：蓝光反应的作用光谱特征：在在400400500nm500nm区域内呈区域内呈“三指三指”状态状态,这是区别蓝这是区别蓝光反应与其他光反应的标光反应与其他光反应的标准。准。红光背景下气孔对蓝红光背景下气孔对蓝光的反应光的反应用饱和的红光照射鸭跖草的离体表皮，在气孔开度达定值时给于蓝光照射，会使气孔孔径明显增加，表明表皮上存在参与气孔运动的蓝光受体。蓝光比红光对气孔的开放更有效在A黑暗和B弱蓝光下叶绿体的聚集反应，叶绿体位于细胞上表面附近，在那里叶绿体扁平面与光照方向垂直，可以最大程度吸收光。C细胞处在强蓝光下，叶绿体移动到侧壁，叶绿
32、体扁平面与光照方向平行，以减少强光的吸收。黄化苗：远红光、蓝光、UV-A分离出了这种光受体，称之为光敏素。需光种子的萌发受红光（660nm）促进，被远红光（730nm）抑制，在红光下促进萌发的效果可被紧接着的远红光照射所抵消（或逆转）。离子通道打开离子泵活性光敏素的合成与类型光敏色素合成与组装光敏素生色团的生物合成是在黑暗条件下的质体中进行的，其合成过程可能类似脱植基叶绿素(叶绿素的前体)的合成过程，因为两者都具四个吡咯环。光形态建成（Photomorphogenesis）光敏色素调节的反应类型有两种：phot1和phot2，分别含有两个重要的多肽区域：一是具有能与FMN结合的位于N端的两个光氧电位势（light-oxygen-voltage，LOV）发色团结构域（LOV1与LOV），该功能区与对光照、氧气及电压差敏感的一大类蛋白在序列上相似；光敏色素类型及其基因信号的性质与光的波长有关。藻、真菌、蕨和筛子植物都有蓝光反应。远红光(FR)吸收型Pfr:(最大吸收峰在远红光区的730nm)，生理活化型。如它能调节真菌类水生镰刀霉的菌丝体内类胡萝卜素的合成、木霉分生孢子的分化等。远红光吸收形式为Pfr。丝/苏蛋白激酶区域
