設(shè)施栽培光照關(guān)聯(lián)溫度調(diào)控的潛在優(yōu)勢(shì)和理論基礎(chǔ).pdf

南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 收 稿 日 期 基 金 項(xiàng) 目 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 專 項(xiàng) 中 央 高 校 基 本 科 研 業(yè) 務(wù) 費(fèi) 專 項(xiàng) 資 金 作 者 簡(jiǎn) 介 劉 曉 英 副 教 授 研 究 方 向 為 植 物 光 生 物 學(xué) 和 設(shè) 施 環(huán) 境 調(diào) 控 通 信 作 者 孫 錦 教 授 博 導(dǎo) 研 究 方 向 為 設(shè) 施 蔬 菜 逆 境 生 物 學(xué) 劉 曉 英 張 珂 束 勝 等 設(shè) 施 栽 培 光 照 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 理 論 基 礎(chǔ) 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 設(shè) 施 栽 培 光 照 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 理 論 基 礎(chǔ) 劉 曉 英 張 珂 束 勝 張 傲 雪 孫 錦 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 園 藝 學(xué) 院 江 蘇 南 京 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 農(nóng) 學(xué) 院 江 蘇 南 京 摘 要 我 國(guó) 是 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 大 國(guó) 設(shè) 施 生 產(chǎn) 為 農(nóng) 業(yè) 創(chuàng) 造 了 巨 大 的 生 產(chǎn) 力 但 設(shè) 施 作 物 生 產(chǎn) 的 光 照 和 溫 度 環(huán) 境 管 理 需 要 消 耗 大 量 的 電 能 限 制 了 設(shè) 施 作 物 的 周 年 生 產(chǎn) 基 于 以 上 問(wèn) 題 本 文 綜 述 了 降 低 設(shè) 施 生 產(chǎn) 溫 度 管 理 能 耗 的 傳 統(tǒng) 方 法 光 照 強(qiáng) 度 和 光 質(zhì) 與 溫 度 聯(lián) 控 的 管 理 方 法 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 研 究 基 礎(chǔ) 通 過(guò) 分 析 光 受 體 在 溫 度 感 知 和 響 應(yīng) 中 發(fā) 揮 的 作 用 以 及 光 溫 信 號(hào) 調(diào) 節(jié) 機(jī) 制 的 相 似 性 確 定 光 溫 聯(lián) 控 的 理 論 基 礎(chǔ) 指 出 設(shè) 施 栽 培 需 結(jié) 合 季 節(jié) 特 點(diǎn) 調(diào) 控 光 照 光 質(zhì) 與 溫 度 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 可 降 低 控 溫 能 耗 并 保 證 植 物 的 優(yōu) 勢(shì) 生 長(zhǎng) 同 時(shí) 本 文 也 總 結(jié) 了 光 照 對(duì) 植 物 抗 寒 和 耐 熱 能 力 的 改 善 作 用 和 分 子 水 平 的 調(diào) 控 機(jī) 制 指 出 通 過(guò) 光 介 入 溫 度 管 理 是 解 決 設(shè) 施 生 產(chǎn) 高 低 溫 脅 迫 及 設(shè) 施 生 產(chǎn) 高 能 耗 問(wèn) 題 的 潛 在 出 口 并 提 出 實(shí) 施 光 介 入 溫 度 管 理 需 要 解 決 的 個(gè) 關(guān) 鍵 問(wèn) 題 和 開 展 應(yīng) 用 研 究 的 方 向 以 期 從 光 溫 信 號(hào) 交 互 的 角 度 為 設(shè) 施 生 產(chǎn) 提 供 一 種 降 低 環(huán) 境 管 理 能 耗 的 合 理 途 徑 關(guān) 鍵 詞 設(shè) 施 生 產(chǎn) 光 信 號(hào) 耐 寒 性 熱 適 應(yīng) 中 圖 分 類 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號(hào) 我 國(guó) 是 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 大 國(guó) 設(shè) 施 園 藝 總 面 積 約 萬(wàn) 占 世 界 設(shè) 施 總 面 積 的 以 上 溫 度 是 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的 重 要 環(huán) 境 因 子 影 響 植 物 的 許 多 生 命 過(guò) 程 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 設(shè) 施 的 環(huán) 境 溫 度 高 度 可 控 夏 季 可 通 過(guò) 濕 簾 風(fēng) 機(jī) 或 空 調(diào) 等 系 統(tǒng) 降 溫 冬 季 則 可 通 過(guò) 采 暖 增 溫 為 植 物 生 產(chǎn) 創(chuàng) 造 優(yōu) 適 的 溫 度 空 間 可 進(jìn) 行 周 年 生 產(chǎn) 當(dāng) 前 我 國(guó) 設(shè) 施 園 藝 產(chǎn) 業(yè) 產(chǎn) 值 已 超 過(guò) 萬(wàn) 億 元 占 農(nóng) 業(yè) 總 產(chǎn) 值 的 以 上 用 不 足 的 耕 地 生 產(chǎn) 出 種南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 卷 植 業(yè) 總 產(chǎn) 值 的 產(chǎn) 品 其 經(jīng) 濟(jì) 效 益 是 露 地 園 藝 作 物 的 倍 但 是 能 耗 問(wèn) 題 是 現(xiàn) 代 設(shè) 施 推 廣 應(yīng) 用 的 技 術(shù) 瓶 頸 人 工 光 型 植 物 工 廠 的 能 耗 成 本 占 總 成 本 的 其 中 能 耗 成 本 中 的 用 于 溫 度 調(diào) 控 自 然 光 型 植 物 工 廠 用 于 溫 度 管 理 的 能 耗 占 總 成 本 的 致 使 許 多 自 然 光 型 植 物 工 廠 不 得 不 在 酷 暑 和 嚴(yán) 冬 被 動(dòng) 選 擇 暫 時(shí) 空 茬 導(dǎo) 致 農(nóng) 業(yè) 設(shè) 施 的 利 用 率 降 低 并 影 響 周 年 生 產(chǎn) 因 此 解 決 溫 度 管 理 的 能 耗 問(wèn) 題 是 設(shè) 施 生 產(chǎn) 的 一 個(gè) 重 要 任 務(wù) 降 低 設(shè) 施 生 產(chǎn) 溫 度 管 理 能 耗 的 傳 統(tǒng) 方 法 人 工 光 型 植 物 工 廠 的 溫 度 管 理 以 降 溫 為 主 一 般 主 要 采 用 空 調(diào) 和 地 源 熱 泵 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 室 內(nèi) 溫 度 的 控 制 降 低 控 溫 能 耗 主 要 通 過(guò) 熱 泵 的 控 制 方 法 改 變 熱 泵 的 數(shù) 量 引 入 室 外 冷 源 采 用 光 溫 耦 合 管 理 和 倒 控 光 周 期 的 方 式 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 自 然 光 型 植 物 工 廠 的 溫 度 管 理 具 有 明 顯 的 季 節(jié) 性 冬 季 需 要 增 溫 而 夏 季 則 需 要 降 溫 為 了 降 低 加 溫 能 耗 除 了 結(jié) 合 地 域 特 點(diǎn) 選 擇 不 同 的 采 暖 方 式 和 地 源 熱 泵 之 外 傳 統(tǒng) 上 主 要 從 提 高 設(shè) 施 的 保 溫 性 上 著 手 降 低 控 溫 能 耗 自 然 光 型 植 物 工 廠 主 要 通 過(guò) 遮 陽(yáng) 通 風(fēng) 和 蒸 發(fā) 方 式 降 溫 這 種 方 式 因 降 溫 原 理 不 同 應(yīng) 用 場(chǎng) 景 有 所 差 異 結(jié) 合 通 風(fēng) 降 溫 運(yùn) 行 費(fèi) 低 和 蒸 發(fā) 降 溫 的 優(yōu) 勢(shì) 采 用 濕 簾 風(fēng) 機(jī) 系 統(tǒng) 不 僅 有 良 好 的 降 溫 效 果 且 有 較 高 的 能 效 比 設(shè) 施 生 產(chǎn) 中 溫 度 與 濕 度 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 比 較 常 見 溫 度 關(guān) 聯(lián) 光 照 在 能 耗 管 理 方 面 的 研 究 比 較 少 不 過(guò) 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 和 部 分 科 研 數(shù) 據(jù) 已 發(fā) 現(xiàn) 光 溫 聯(lián) 控 的 優(yōu) 勢(shì) 設(shè) 施 栽 培 溫 度 關(guān) 聯(lián) 光 照 的 調(diào) 控 策 略 光 照 和 溫 度 均 是 主 導(dǎo) 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的 重 要 環(huán) 境 因 子 參 與 植 物 的 整 個(gè) 生 命 過(guò) 程 植 物 對(duì) 環(huán) 境 溫 度 的 反 應(yīng) 受 到 光 照 條 件 的 深 刻 影 響 光 從 光 照 強(qiáng) 度 光 質(zhì) 光 照 時(shí) 間 及 光 的 方 向 個(gè) 方 面 全 面 影 響 植 物 的 生 命 活 動(dòng) 設(shè) 施 生 產(chǎn) 中 人 工 光 控 能 耗 占 電 能 耗 的 光 控 能 耗 主 要 取 決 于 光 照 強(qiáng) 度 和 光 照 時(shí) 間 光 照 也 是 植 物 工 廠 中 溫 度 增 加 的 一 個(gè) 主 要 原 因 因 此 在 非 采 暖 季 節(jié) 又 間 接 增 加 了 控 溫 能 耗 實(shí) 踐 證 明 無(wú) 論 從 植 物 生 命 活 動(dòng) 還 是 從 設(shè) 施 生 產(chǎn) 角 度 光 照 和 溫 度 都 關(guān) 聯(lián) 著 影 響 設(shè) 施 作 物 栽 培 優(yōu) 化 光 溫 控 制 策 略 是 提 高 作 物 產(chǎn) 量 和 品 質(zhì) 并 降 低 電 能 耗 的 一 個(gè) 切 實(shí) 可 行 的 手 段 設(shè) 施 栽 培 溫 度 關(guān) 聯(lián) 光 照 強(qiáng) 度 的 調(diào) 控 策 略 植 物 生 長(zhǎng) 需 要 特 定 的 光 照 強(qiáng) 度 高 于 或 低 于 正 常 光 照 強(qiáng) 度 均 會(huì) 抑 制 光 合 作 用 在 人 工 光 條 件 下 高 的 光 照 強(qiáng) 度 設(shè) 置 意 味 著 高 的 電 能 耗 在 自 然 界 中 植 物 常 會(huì) 遭 受 高 光 脅 迫 也 因 株 高 高 的 植 物 種 植 密 度 間 作 云 層 雪 等 因 素 易 造 成 光 阻 斷 致 使 弱 光 成 為 作 物 生 產(chǎn) 中 普 遍 存 在 的 非 生 物 脅 迫 光 阻 斷 不 僅 減 少 光 合 有 效 輻 射 還 引 起 了 光 譜 的 變 化 也 會(huì) 對(duì) 植 物 周 圍 的 空 氣 和 地 面 溫 度 濕 度 及 濃 度 產(chǎn) 生 影 響 光 照 強(qiáng) 度 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 實(shí) 現(xiàn) 植 物 良 好 生 長(zhǎng) 的 認(rèn) 知 早 已 提 出 在 自 然 條 件 下 人 們 普 遍 認(rèn) 為 在 適 宜 的 溫 度 和 光 照 強(qiáng) 度 范 圍 內(nèi) 溫 度 較 高 時(shí) 增 加 光 照 強(qiáng) 度 有 利 于 植 物 生 長(zhǎng) 溫 度 較 低 時(shí) 適 當(dāng) 降 低 光 照 強(qiáng) 度 可 減 少 低 溫 造 成 的 脅 迫 在 植 物 工 廠 條 件 下 較 高 溫 度 與 較 高 光 照 強(qiáng) 度 結(jié) 合 相 對(duì) 低 溫 與 較 低 光 照 強(qiáng) 度 結(jié) 合 更 能 發(fā) 揮 植 物 的 生 長(zhǎng) 潛 力 高 光 照 強(qiáng) 度 與 高 溫 結(jié) 合 對(duì) 植 物 來(lái) 說(shuō) 是 一 種 巨 大 的 冒 險(xiǎn) 光 照 和 溫 度 的 強(qiáng) 度 范 圍 及 持 續(xù) 時(shí) 間 變 化 會(huì) 引 起 植 物 適 應(yīng) 性 反 應(yīng) 也 會(huì) 導(dǎo) 致 光 抑 制 細(xì) 胞 損 傷 甚 至 死 亡 當(dāng) 植 物 在 強(qiáng) 光 下 暴 露 于 低 溫 時(shí) 低 溫 誘 導(dǎo) 效 應(yīng) 會(huì) 加 劇 因 此 在 設(shè) 施 生 產(chǎn) 中 結(jié) 合 室 外 氣 溫 和 季 節(jié) 特 點(diǎn) 進(jìn) 行 光 照 和 溫 度 耦 合 管 理 是 一 條 可 行 的 節(jié) 能 途 徑 如 采 暖 季 節(jié) 低 溫 關(guān) 聯(lián) 較 低 的 光 照 強(qiáng) 度 并 利 用 人 工 光 源 散 熱 協(xié) 同 參 與 溫 度 調(diào) 控 可 實(shí) 現(xiàn) 節(jié) 能 管 理 溫 暖 季 節(jié) 采 用 高 溫 與 較 高 光 照 強(qiáng) 度 優(yōu) 化 植 物 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 并 將 人 工 光 源 產(chǎn) 生 的 熱 量 引 出 室 外 可 有 效 降 低 控 溫 能 耗 設(shè) 施 栽 培 溫 度 關(guān) 聯(lián) 光 質(zhì) 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 光 質(zhì) 即 光 的 波 長(zhǎng) 作 為 能 量 和 信 號(hào) 影 響 植 物 的 整 個(gè) 生 命 過(guò) 程 植 物 不 僅 對(duì) 光 的 強(qiáng) 度 有 選 擇 性 也 對(duì) 光 譜 有 選 擇 性 大 部 分 研 究 表 明 包 含 紅 藍(lán) 光 的 復(fù) 合 光 有 利 于 植 物 生 長(zhǎng) 溫 度 結(jié) 合 光 譜 特 點(diǎn) 實(shí) 現(xiàn) 能 耗 管 理 的 研 究 和 實(shí) 際 生 產(chǎn) 的 應(yīng) 用 案 例 還 比 較 少 見 但 已 有 研 究 顯 示 光 質(zhì) 與 溫 度 交 互 顯 著 影 響 植 物 的 生 命 活 動(dòng) 紅 光 和 藍(lán) 光 是 葉 綠 素 吸 收 的 峰 值 光 譜 區(qū) 對(duì) 光 形 態(tài) 建 成 如 下 胚 軸 伸 長(zhǎng) 株 高 葉 面 積 葉 厚 等 有 相 反 的 調(diào) 控 作 用 高 溫 和 低 溫 對(duì) 這 些 參 數(shù) 的 影 響 也 表 現(xiàn) 出 類 似 效 應(yīng) 紅 光 和 藍(lán) 光 組 合 則 會(huì) 發(fā) 揮 單 色 紅 光 和 藍(lán) 光 各 自 的 優(yōu) 勢(shì) 優(yōu) 化 植 株 的 光 形 態(tài) 建 成 高 溫 和 低 溫 之 間 的 優(yōu) 適 溫 度 范 圍 能 為 植 物 創(chuàng) 造 更 好 的 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 已 有 研 究 發(fā) 現(xiàn) 藍(lán) 光 和 紅 光 依 賴 溫 度 對(duì) 萊 茵 衣 藻 產(chǎn) 生 不 同 程 度 的 生 長(zhǎng) 促 進(jìn) 作 用 在 較 低 溫 第 期 劉 曉 英 等 設(shè) 施 栽 培 光 照 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 理 論 基 礎(chǔ) 度 時(shí) 紅 橙 光 較 藍(lán) 光 對(duì) 萊 茵 衣 藻 生 物 量 的 積 累 有 更 好 的 促 進(jìn) 作 用 相 反 在 較 高 溫 度 時(shí) 藍(lán) 光 比 紅 橙 光 更 能 促 進(jìn) 萊 茵 衣 藻 生 物 量 的 積 累 且 藍(lán) 光 有 利 于 小 麥 和 水 稻 苗 抵 御 高 溫 同 樣 設(shè) 施 藍(lán) 膜 覆 蓋 促 進(jìn) 綠 豆 秧 苗 生 長(zhǎng) 并 可 減 輕 綠 豆 秧 苗 偶 爾 出 現(xiàn) 的 高 溫 傷 害 與 藍(lán) 光 不 同 紅 光 和 低 溫 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 對(duì) 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 有 一 定 的 積 極 作 用 低 溫 明 顯 改 善 擬 南 芥 和 櫻 桃 番 茄 的 紅 光 癥 狀 在 高 溫 條 件 下 小 白 菜 幼 苗 的 莖 長(zhǎng) 因 環(huán) 境 中 紅 光 和 遠(yuǎn) 紅 光 比 值 降 低 而 更 長(zhǎng) 但 也 有 不 同 的 觀 點(diǎn) 高 溫 和 紅 光 組 合 因 促 進(jìn) 脂 肪 酸 合 成 而 降 低 了 微 藻 的 耐 熱 性 低 溫 和 包 含 藍(lán) 光 的 組 合 條 件 下 培 養(yǎng) 微 藻 會(huì) 產(chǎn) 生 相 對(duì) 較 高 的 生 物 產(chǎn) 量 這 些 研 究 表 明 藍(lán) 光 和 紅 光 分 別 與 高 溫 和 低 溫 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 對(duì) 栽 培 植 物 有 積 極 作 用 然 而 現(xiàn) 有 的 研 究 結(jié) 果 并 不 完 全 相 同 作 為 策 略 去 使 用 時(shí) 要 考 慮 物 種 及 紅 光 和 藍(lán) 光 所 包 含 的 光 譜 范 圍 生 產(chǎn) 上 可 以 利 用 光 質(zhì) 介 入 設(shè) 施 溫 度 管 理 的 優(yōu) 勢(shì) 降 低 設(shè) 施 生 產(chǎn) 能 耗 提 供 一 種 酷 暑 和 嚴(yán) 冬 時(shí) 節(jié) 解 決 設(shè) 施 生 產(chǎn) 暫 時(shí) 空 茬 問(wèn) 題 的 途 徑 在 酷 暑 利 用 增 大 藍(lán) 光 比 例 緩 解 高 溫 脅 迫 在 嚴(yán) 冬 補(bǔ) 充 紅 光 緩 解 冷 脅 迫 優(yōu) 化 設(shè) 施 栽 培 作 物 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 在 生 產(chǎn) 中 除 了 利 用 光 照 強(qiáng) 度 光 質(zhì) 與 溫 度 對(duì) 植 物 生 長(zhǎng) 的 互 補(bǔ) 效 應(yīng) 解 決 設(shè) 施 栽 培 中 的 環(huán) 境 調(diào) 控 問(wèn) 題 外 在 人 工 環(huán) 境 條 件 下 也 有 結(jié) 合 光 周 期 和 季 節(jié) 特 點(diǎn) 進(jìn) 行 光 照 和 溫 度 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 的 研 究 在 酷 暑 季 節(jié) 在 植 物 工 廠 中 考 慮 到 人 工 光 照 產(chǎn) 生 的 熱 量 導(dǎo) 致 植 物 工 廠 內(nèi) 溫 度 升 高 及 自 然 條 件 與 植 物 工 廠 控 溫 差 大 的 現(xiàn) 象 采 用 與 自 然 界 完 全 相 反 的 光 周 期 控 制 策 略 即 夜 晚 給 植 物 照 光 而 白 天 則 為 植 物 工 廠 的 暗 期 可 有 效 降 低 控 溫 能 耗 和 植 物 工 廠 的 運(yùn) 行 費(fèi) 用 綜 上 研 究 表 明 盡 管 人 們 已 認(rèn) 識(shí) 到 光 照 介 入 植 物 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 溫 度 的 調(diào) 控 有 節(jié) 能 降 耗 的 優(yōu) 勢(shì) 但 對(duì) 節(jié) 能 降 耗 水 平 的 評(píng) 估 還 較 少 缺 乏 數(shù) 據(jù) 的 支 撐 需 要 配 套 系 統(tǒng) 并 結(jié) 合 植 物 生 長(zhǎng) 將 光 照 和 溫 度 能 耗 模 型 化 管 理 根 據(jù) 模 型 運(yùn) 算 結(jié) 果 優(yōu) 化 設(shè) 施 生 產(chǎn) 環(huán) 境 管 理 策 略 設(shè) 施 栽 培 溫 度 關(guān) 聯(lián) 光 照 調(diào) 控 在 分 子 水 平 的 理 論 基 礎(chǔ) 光 受 體 在 溫 度 感 知 和 響 應(yīng) 中 的 作 用 植 物 通 過(guò) 光 受 體 感 知 光 信 號(hào) 光 敏 色 素 隱 花 色 素 向 光 色 素 和 家 族 蛋 白 為 已 知 的 光 受 體 溫 度 通 過(guò) 簡(jiǎn) 單 的 熱 力 學(xué) 效 應(yīng) 影 響 植 物 體 內(nèi) 的 分 子 和 超 分 子 結(jié) 構(gòu) 很 難 確 定 其 受 體 有 研 究 指 出 膜 流 動(dòng) 性 通 道 和 等 因 子 可 能 是 潛 在 的 溫 度 受 體 光 信 號(hào) 和 溫 度 信 號(hào) 的 調(diào) 控 網(wǎng) 絡(luò) 高 度 互 聯(lián) 所 有 已 知 的 光 受 體 都 與 溫 度 響 應(yīng) 有 關(guān) 已 有 證 據(jù) 顯 示 和 很 可 能 就 是 潛 在 的 溫 度 受 體 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 受 體 參 與 植 物 的 許 多 生 命 過(guò) 程 對(duì) 植 物 的 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 有 深 遠(yuǎn) 的 影 響 不 僅 響 應(yīng) 紅 光 和 遠(yuǎn) 紅 光 也 對(duì) 低 密 度 的 藍(lán) 光 和 溫 度 有 響 應(yīng) 高 溫 使 的 生 理 活 性 下 降 參 與 溫 度 的 調(diào) 控 可 能 有 多 種 方 式 已 發(fā) 現(xiàn) 直 接 與 溫 度 調(diào) 控 基 因 的 啟 動(dòng) 子 關(guān) 聯(lián) 承 擔(dān) 著 溫 度 受 體 的 作 用 還 可 與 轉(zhuǎn) 錄 因 子 互 作 介 導(dǎo) 植 物 的 抗 寒 性 管 理 藍(lán) 光 受 體 包 括 和 通 過(guò) 參 與 調(diào) 控 葉 綠 體 在 細(xì) 胞 中 的 位 置 來(lái) 響 應(yīng) 光 照 和 溫 度 它 的 溫 度 感 知 特 性 依 賴 光 活 化 發(fā) 色 團(tuán) 光 活 化 的 壽 命 決 定 了 不 同 溫 度 條 件 下 葉 綠 體 在 細(xì) 胞 中 的 位 置 低 溫 和 強(qiáng) 光 下 的 葉 綠 體 反 應(yīng) 相 似 葉 綠 體 聚 集 方 向 與 入 射 光 平 行 參 與 低 溫 對(duì) 開 花 的 調(diào) 控 且 依 賴 溫 度 維 持 植 物 的 節(jié) 律 性 反 應(yīng) 速 度 是 重 要 的 溫 度 響 應(yīng) 元 件 與 復(fù) 合 體 和 的 核 心 亞 基 物 理 交 互 影 響 的 穩(wěn) 定 性 和 沉 積 從 而 參 與 溫 度 響 應(yīng) 是 植 物 溫 度 響 應(yīng) 的 負(fù) 調(diào) 節(jié) 器 其 穩(wěn) 定 性 受 溫 度 調(diào) 控 在 低 溫 下 降 解 且 有 藍(lán) 光 特 異 性 溫 度 除 了 影 響 蛋 白 的 穩(wěn) 定 性 之 外 還 影 響 它 的 光 還 原 反 應(yīng) 在 低 溫 條 件 下 的 生 物 活 性 增 強(qiáng) 雖 然 有 研 究 已 經(jīng) 證 實(shí) 介 導(dǎo) 溫 度 的 管 理 但 響 應(yīng) 機(jī) 制 仍 待 進(jìn) 一 步 探 明 家 族 蛋 白 在 晝 夜 節(jié) 律 的 溫 度 補(bǔ) 償 中 發(fā) 揮 作 用 正 調(diào) 控 下 胚 軸 的 伸 長(zhǎng) 在 高 溫 下 主 要 通 過(guò) 影 響 和 生 長(zhǎng) 素 相 關(guān) 基 因 的 表 達(dá) 促 進(jìn) 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 有 關(guān) 參 與 溫 度 響 應(yīng) 的 細(xì) 節(jié) 仍 不 清 楚 紫 外 光 受 體 感 知 光 并 通 過(guò) 多 種 機(jī) 制 減 弱 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 如 抑 制 活 性 和 生 長(zhǎng) 素 信 號(hào) 在 光 條 件 下 蛋 白 水 平 在 高 溫 時(shí) 受 到 強(qiáng) 烈 抑 制 光 受 體 參 與 植 物 的 溫 度 管 理 是 個(gè) 復(fù) 雜 的 過(guò) 程 還 有 很 多 未 解 之 謎 和 無(wú) 法 解 釋 的 現(xiàn) 象 總 體 上 學(xué) 者 們 在 以 下 個(gè) 方 面 達(dá) 成 了 共 識(shí) 光 受 體 是 參 與 溫 度 管 理 的 重 要 部 件 光 受 體 參 與 植 物 對(duì) 溫 度 的 響 應(yīng) 需 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 卷 要 光 激 活 光 受 體 光 受 體 的 轉(zhuǎn) 錄 活 性 或 蛋 白 質(zhì) 穩(wěn) 定 性 影 響 光 誘 導(dǎo) 發(fā) 育 和 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 光 照 和 溫 度 的 信 號(hào) 調(diào) 節(jié) 路 徑 在 高 等 植 物 中 除 了 光 受 體 對(duì) 溫 度 的 感 知 和 響 應(yīng) 發(fā) 揮 重 要 作 用 之 外 大 量 響 應(yīng) 光 信 號(hào) 的 調(diào) 控 元 件 同 樣 也 是 溫 度 響 應(yīng) 元 件 通 過(guò) 在 和 這 個(gè) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的 檢 索 信 息 顯 示 高 等 植 物 中 已 有 上 百 個(gè) 共 同 介 導(dǎo) 光 照 和 溫 度 信 號(hào) 的 基 因 被 識(shí) 別 有 學(xué) 者 推 測(cè) 光 和 溫 度 信 號(hào) 模 塊 并 不 相 互 獨(dú) 立 極 有 可 能 依 賴 相 同 的 調(diào) 控 因 子 已 有 研 究 表 明 和 為 光 信 號(hào) 和 溫 度 信 號(hào) 的 共 同 樞 紐 光 信 號(hào) 和 溫 度 信 號(hào) 通 過(guò) 這 個(gè) 重 要 樞 紐 調(diào) 節(jié) 下 游 基 因 表 達(dá) 影 響 植 物 的 光 形 態(tài) 和 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 研 究 已 發(fā) 現(xiàn) 光 照 和 溫 度 調(diào) 節(jié) 高 等 植 物 的 生 長(zhǎng) 有 相 似 機(jī) 制 光 信 號(hào) 或 溫 度 信 號(hào) 均 與 中 央 振 蕩 器 和 內(nèi) 源 植 物 激 素 形 成 一 個(gè) 整 合 的 網(wǎng) 絡(luò) 來(lái) 調(diào) 節(jié) 植 物 生 命 活 動(dòng) 一 方 面 光 和 溫 度 共 同 調(diào) 節(jié) 植 物 的 生 物 鐘 通 過(guò) 等 因 子 與 一 些 核 心 時(shí) 鐘 組 件 如 相 互 作 用 傳 遞 光 和 溫 度 信 號(hào) 信 息 另 一 方 面 光 受 體 通 過(guò) 途 徑 或 直 接 與 參 與 植 物 激 素 信 號(hào) 傳 遞 的 關(guān) 鍵 因 子 如 相 互 作 用 來(lái) 傳 遞 信 號(hào) 調(diào) 節(jié) 植 物 激 素 代 謝 從 而 介 導(dǎo) 光 照 和 溫 度 信 號(hào) 以 調(diào) 節(jié) 植 物 形 態(tài) 光 信 號(hào) 與 植 物 的 抗 寒 性 管 理 相 對(duì) 于 露 地 栽 培 設(shè) 施 栽 培 溫 度 可 控 性 更 好 但 在 一 些 不 加 溫 的 溫 室 仍 然 存 在 低 溫 或 凍 害 的 可 能 性 設(shè) 施 栽 培 具 有 可 通 過(guò) 全 人 工 光 照 或 人 工 補(bǔ) 光 來(lái) 調(diào) 節(jié) 光 環(huán) 境 的 優(yōu) 勢(shì) 通 過(guò) 光 環(huán) 境 的 調(diào) 節(jié) 來(lái) 提 高 植 物 的 耐 冷 性 是 一 種 可 探 索 的 途 徑 盡 管 目 前 仍 有 很 多 關(guān) 鍵 問(wèn) 題 沒(méi) 有 得 到 解 決 但 已 有 部 分 支 撐 光 信 號(hào) 介 入 溫 度 管 理 提 高 植 物 抗 冷 的 理 論 基 礎(chǔ) 在 植 物 低 溫 馴 化 期 已 發(fā) 現(xiàn) 了 條 光 信 號(hào) 介 導(dǎo) 植 物 耐 寒 調(diào) 控 的 途 徑 一 條 途 徑 與 光 合 過(guò) 程 有 關(guān) 光 照 強(qiáng) 度 很 可 能 決 定 植 物 的 耐 寒 性 水 平 另 一 條 途 徑 由 光 譜 決 定 取 決 于 光 受 體 圖 光 照 強(qiáng) 度 參 與 植 物 的 冷 適 應(yīng) 管 理 的 主 要 途 徑 光 照 強(qiáng) 度 對(duì) 植 物 抗 寒 能 力 的 調(diào) 控 光 照 強(qiáng) 度 介 導(dǎo) 植 物 的 耐 寒 調(diào) 控 是 一 個(gè) 復(fù) 雜 的 過(guò) 程 涉 及 葉 綠 體 冷 脅 迫 相 關(guān) 基 因 和 抗 逆 的 各 種 保 護(hù) 性 物 質(zhì) 圖 植 物 獲 得 高 的 抗 寒 能 力 需 要 光 參 與 黑 暗 或 者 遠(yuǎn) 低 于 正 常 光 照 水 平 的 光 不 能 提 高 植 物 的 抗 寒 能 力 葉 綠 體 是 重 要 的 光 合 器 官 最 易 受 到 光 照 強(qiáng) 度 和 溫 度 變 化 的 影 響 提 高 植 物 抗 冷 能 力 的 前 提 條 件 是 葉 綠 體 功 能 完 好 受 損 的 葉 綠 體 會(huì) 導(dǎo) 致 植 物 失 去 抗 寒 能 力 合 適 的 光 照 強(qiáng) 度 有 利 于 葉 綠 體 發(fā) 育 光 照 調(diào) 節(jié) 光 合 過(guò) 程 是 提 高 植 物 冷 適 應(yīng) 的 重 要 途 徑 根 據(jù) 推 測(cè) 光 誘 導(dǎo) 植 物 抗 凍 性 增 強(qiáng) 的 主 要 原 因 可 能 與 光 合 電 子 傳 遞 鏈 的 過(guò) 度 激 發(fā) 激 發(fā) 壓 力 及 質(zhì) 體 醌 的 氧 化 還 原 狀 態(tài) 有 關(guān) 在 冷 脅 迫 中 光 合 相 關(guān) 的 基 因 最 易 受 影 響 光 照 可 誘 導(dǎo) 與 葉 綠 體 光 保 護(hù) 和 改 善 抗 冷 能 力 的 光 信 號(hào) 傳 導(dǎo) 相 關(guān) 的 基 因 表 達(dá) 改 善 植 物 受 冷 脅 迫 時(shí) 的 內(nèi) 生 環(huán) 境 此 外 誘 導(dǎo) 植 物 耐 寒 關(guān) 鍵 基 因 表 達(dá) 受 光 照 第 期 劉 曉 英 等 設(shè) 施 栽 培 光 照 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 理 論 基 礎(chǔ) 強(qiáng) 度 調(diào) 控 有 葉 綠 體 依 賴 性 其 表 達(dá) 量 增 加 植 物 的 抗 寒 能 力 提 高 調(diào) 控 大 量 冷 調(diào) 節(jié) 基 因 在 有 光 的 條 件 下 基 因 如 編 碼 脫 水 蛋 白 的 和 冷 調(diào) 節(jié) 基 因 脫 水 早 期 反 應(yīng) 基 因 和 及 抗 凍 蛋 白 上 調(diào) 植 物 抗 凍 性 的 誘 導(dǎo) 可 不 依 賴 于 低 溫 單 獨(dú) 的 強(qiáng) 光 也 可 誘 導(dǎo) 出 植 物 部 分 的 抗 凍 性 特 征 說(shuō) 明 強(qiáng) 光 和 低 溫 有 相 互 交 疊 的 調(diào) 控 網(wǎng) 絡(luò) 光 照 強(qiáng) 度 調(diào) 節(jié) 植 物 抗 寒 能 力 的 另 一 個(gè) 關(guān) 鍵 位 點(diǎn) 與 活 性 氧 的 產(chǎn) 生 和 抗 逆 物 質(zhì) 的 誘 導(dǎo) 有 關(guān) 低 溫 脅 迫 誘 導(dǎo) 的 產(chǎn) 生 維 持 在 優(yōu) 化 水 平 可 以 降 低 凍 害 抗 氧 化 酶 系 統(tǒng) 對(duì) 于 維 持 在 優(yōu) 化 水 平 有 重 要 的 作 用 正 常 光 照 水 平 才 可 以 激 活 基 于 活 性 氧 信 號(hào) 誘 導(dǎo) 的 與 抗 氧 化 保 護(hù) 相 關(guān) 的 基 因 或 酶 活 性 表 達(dá) 多 胺 花 青 素 水 楊 酸 等 是 與 脅 迫 相 關(guān) 的 保 護(hù) 性 化 合 物 而 這 些 化 合 物 以 光 依 賴 的 方 式 在 植 物 體 中 積 累 綜 上 所 述 光 照 強(qiáng) 度 對(duì) 植 物 抗 寒 能 力 的 改 善 有 重 要 作 用 從 葉 根 等 多 個(gè) 尺 度 參 與 植 物 的 抗 寒 管 理 雖 然 光 照 強(qiáng) 度 介 入 植 物 抗 寒 調(diào) 控 獲 得 了 一 些 認(rèn) 知 但 很 多 具 體 調(diào) 控 細(xì) 節(jié) 還 不 完 全 清 楚 光 照 強(qiáng) 度 是 否 也 通 過(guò) 光 受 體 介 導(dǎo) 植 物 的 抗 冷 性 光 對(duì) 光 合 電 子 傳 遞 鏈 的 過(guò) 度 激 發(fā) 與 其 他 溫 度 信 號(hào) 過(guò) 程 之 間 是 否 直 接 聯(lián) 系 都 需 要 進(jìn) 一 步 研 究 分 析 光 質(zhì) 對(duì) 植 物 抗 寒 能 力 的 調(diào) 控 光 質(zhì) 作 為 光 的 另 一 個(gè) 重 要 特 征 對(duì) 植 物 的 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 也 有 著 深 遠(yuǎn) 影 響 一 定 強(qiáng) 度 的 特 定 光 譜 的 光 輻 照 植 物 一 方 面 作 為 能 量 影 響 葉 綠 體 發(fā) 育 同 時(shí) 通 過(guò) 調(diào) 控 活 性 氧 和 保 護(hù) 性 物 質(zhì) 的 產(chǎn) 生 激 素 平 衡 介 導(dǎo) 植 物 的 抗 寒 能 力 另 一 方 面 光 質(zhì) 作 為 信 號(hào) 通 過(guò) 光 受 體 和 幾 個(gè) 光 樞 紐 信 號(hào) 如 參 與 植 物 的 抗 寒 性 管 理 圖 圖 光 質(zhì) 參 與 植 物 的 冷 適 應(yīng) 管 理 的 主 要 途 徑 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 和 藍(lán) 光 均 參 與 植 物 的 冷 適 應(yīng) 低 比 值 的 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 對(duì) 谷 物 的 抗 寒 能 力 有 積 極 效 應(yīng) 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 受 體 通 過(guò) 改 變 家 族 成 員 間 的 功 能 關(guān) 系 參 與 植 物 對(duì) 環(huán) 境 溫 度 的 響 應(yīng) 對(duì) 谷 物 的 抗 冷 有 積 極 作 用 和 功 能 冗 余 協(xié) 同 調(diào) 節(jié) 各 種 生 理 過(guò) 程 負(fù) 調(diào) 控 植 物 的 冷 適 應(yīng) 對(duì) 谷 物 的 抗 寒 能 力 沒(méi) 有 顯 著 影 響 還 影 響 耐 寒 關(guān) 鍵 基 因 的 表 達(dá) 從 而 參 與 植 物 的 冷 適 應(yīng) 調(diào) 控 低 比 值 的 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 激 活 通 過(guò) 調(diào) 控 基 因 的 表 達(dá) 從 而 調(diào) 節(jié) 谷 物 的 抗 凍 性 在 冷 脅 迫 時(shí) 紅 光 增 加 和 基 因 的 累 積 而 遠(yuǎn) 紅 光 降 低 了 其 效 率 藍(lán) 光 也 和 紅 光 有 類 似 的 調(diào) 控 作 用 藍(lán) 光 受 體 也 參 與 植 物 的 冷 適 應(yīng) 管 理 紅 光 條 件 下 植 物 適 應(yīng) 溫 度 與 高 度 關(guān) 聯(lián) 而 遠(yuǎn) 紅 光 和 藍(lán) 光 以 非 依 賴 方 式 上 調(diào) 相 關(guān) 基 因 的 表 達(dá) 間 接 增 加 對(duì) 紅 光 的 反 應(yīng) 使 植 物 能 夠 適 應(yīng) 溫 度 環(huán) 境 的 光 和 冷 依 賴 感 應(yīng) 取 決 于 晝 夜 節(jié) 律 時(shí) 鐘 和 表 達(dá) 的 峰 值 在 白 光 照 射 下 被 的 活 性 形 式 抑 制 的 表 達(dá) 被 光 和 抑 制 在 晝 夜 節(jié) 律 的 影 響 下 隨 著 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 比 值 的 降 低 活 性 形 式 降 低 和 從 抑 制 中 釋 放 活 性 形 式 增 強(qiáng) 的 表 達(dá) 提 高 植 物 的 抗 冷 性 但 可 增 加 擬 南 芥 中 不 飽 和 脂 肪 酸 的 含 量 較 高 的 不 飽 和 脂 肪 酸 水 平 對(duì) 植 物 的 耐 寒 能 力 提 高 有 益 此 外 與 交 互 阻 止 從 熱 逆 轉(zhuǎn) 為 介 導(dǎo) 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第 卷 植 物 的 耐 寒 性 反 應(yīng) 藍(lán) 光 可 以 激 活 調(diào) 控 冷 誘 導(dǎo) 蛋 白 和 的 表 達(dá) 量 而 參 與 低 溫 響 應(yīng) 權(quán) 衡 用 于 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 和 抗 冷 的 支 出 藍(lán) 光 受 體 參 與 低 溫 誘 導(dǎo) 的 葉 綠 體 移 動(dòng) 但 下 游 溫 度 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 導(dǎo) 的 元 件 尚 不 清 楚 是 光 形 態(tài) 建 成 的 核 心 調(diào) 控 因 子 而 是 一 種 轉(zhuǎn) 錄 因 子 正 調(diào) 節(jié) 植 物 的 冷 馴 化 眾 多 研 究 表 明 光 質(zhì) 介 入 植 物 冷 馴 化 管 理 通 過(guò) 光 樞 紐 途 徑 實(shí) 現(xiàn) 的 轉(zhuǎn) 錄 水 平 不 依 賴 和 脫 落 酸 途 徑 調(diào) 節(jié) 蛋 白 翻 譯 后 受 的 負(fù) 調(diào) 控 直 接 作 用 于 細(xì) 胞 核 中 的 抑 制 介 導(dǎo) 的 信 號(hào) 在 擬 南 芥 中 可 能 調(diào) 節(jié) 約 的 冷 誘 導(dǎo) 基 因 包 括 編 碼 在 花 青 素 生 物 合 成 中 起 作 用 酶 的 基 因 花 青 素 是 非 酶 抗 氧 化 劑 參 與 植 物 的 抗 逆 反 應(yīng) 還 積 極 調(diào) 節(jié) 脯 氨 酸 水 平 脯 氨 酸 是 一 種 重 要 的 滲 透 保 護(hù) 劑 也 是 清 除 劑 和 調(diào) 控 信 號(hào) 植 物 激 素 受 光 質(zhì) 和 溫 度 調(diào) 控 參 與 管 理 植 物 生 命 周 期 的 各 個(gè) 階 段 研 究 也 顯 示 關(guān) 聯(lián) 調(diào) 控 各 種 激 素 信 號(hào) 伴 隨 著 實(shí) 現(xiàn) 植 物 的 冷 適 應(yīng) 管 理 綜 上 研 究 表 明 雖 然 已 從 宏 觀 上 知 曉 光 質(zhì) 介 入 植 物 抗 寒 性 管 理 的 多 種 途 徑 但 仍 有 很 多 調(diào) 控 機(jī) 制 尚 不 清 楚 如 光 質(zhì) 在 什 么 溫 度 范 圍 內(nèi) 可 顯 著 提 高 植 物 的 抗 寒 作 用 光 受 體 如 何 識(shí) 別 光 信 號(hào) 和 溫 度 信 號(hào) 等 問(wèn) 題 都 需 要 進(jìn) 一 步 明 晰 光 信 號(hào) 與 植 物 的 抗 高 溫 管 理 熱 形 態(tài) 建 成 是 指 植 物 響 應(yīng) 溫 度 而 發(fā) 生 的 形 態(tài) 改 變 下 胚 軸 莖 和 葉 柄 變 長(zhǎng) 及 葉 片 變 薄 為 植 物 響 應(yīng) 高 溫 的 典 型 特 征 熱 形 態(tài) 可 以 增 強(qiáng) 葉 片 的 冷 卻 能 力 從 而 提 高 植 物 在 高 溫 下 的 存 活 率 蒸 騰 作 用 是 植 物 的 主 要 冷 卻 機(jī) 制 氣 孔 是 響 應(yīng) 熱 應(yīng) 激 的 主 要 通 道 受 細(xì) 胞 分 裂 素 和 脫 落 酸 的 影 響 熱 應(yīng) 激 條 件 下 氣 孔 導(dǎo) 度 瞬 時(shí) 增 加 增 強(qiáng) 蒸 騰 作 用 抵 御 高 溫 此 外 研 究 發(fā) 現(xiàn) 植 物 的 耐 熱 能 力 還 與 細(xì) 胞 膜 的 穩(wěn) 定 性 花 青 素 含 量 核 酮 糖 二 磷 酸 羧 化 酶 活 性 熱 耗 散 及 植 物 激 素 和 多 胺 等 相 關(guān) 已 有 的 研 究 表 明 強(qiáng) 光 會(huì) 加 重 植 物 的 高 溫 脅 迫 黑 暗 對(duì) 植 物 耐 熱 性 的 改 善 不 利 有 光 才 能 提 高 植 物 的 耐 熱 性 光 受 體 很 有 可 能 是 光 信 號(hào) 介 入 植 物 耐 熱 管 理 的 主 要 部 件 通 過(guò) 光 信 號(hào) 樞 紐 部 件 調(diào) 控 下 游 基 因 參 與 調(diào) 節(jié) 包 括 氣 孔 指 數(shù) 膜 穩(wěn) 定 性 抗 逆 化 合 物 和 植 物 激 素 的 合 成 等 過(guò) 程 從 而 介 導(dǎo) 植 物 的 熱 適 應(yīng) 管 理 圖 光 受 體 可 能 會(huì) 降 低 膜 的 穩(wěn) 定 性 使 植 物 的 耐 熱 能 力 降 低 而 通 過(guò) 抑 制 生 長(zhǎng) 素 合 成 應(yīng) 對(duì) 高 溫 此 外 光 受 體 和 直 接 或 間 接 抑 制 的 表 達(dá) 而 光 受 體 促 進(jìn) 其 表 達(dá) 是 確 定 的 溫 度 受 體 但 如 何 影 響 下 游 基 因 的 表 達(dá) 還 不 清 楚 是 植 物 適 應(yīng) 高 溫 的 主 導(dǎo) 元 件 適 應(yīng) 高 溫 特 別 需 要 蛋 白 的 參 與 溫 度 升 高 快 速 增 強(qiáng) 表 達(dá) 圖 已 知 光 介 入 植 物 的 耐 熱 性 管 理 的 調(diào) 控 途 徑 是 光 信 號(hào) 樞 紐 也 是 溫 度 信 號(hào) 樞 紐 不 僅 受 光 受 體 或 光 誘 導(dǎo) 基 因 的 調(diào) 控 還 受 高 溫 響 應(yīng) 基 因 如 等 基 因 的 調(diào) 控 同 時(shí) 也 受 另 一 個(gè) 光 溫 樞 紐 元 件 的 負(fù) 調(diào) 控 從 染 色 質(zhì) 水 平 響 應(yīng) 高 溫 染 色 質(zhì) 重 塑 復(fù) 合 物 通 過(guò) 與 結(jié) 合 并 介 導(dǎo) 的 目 第 期 劉 曉 英 等 設(shè) 施 栽 培 光 照 關(guān) 聯(lián) 溫 度 調(diào) 控 的 潛 在 優(yōu) 勢(shì) 和 理 論 基 礎(chǔ) 標(biāo) 啟 動(dòng) 子 減 少 來(lái) 促 進(jìn) 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 是 光 介 導(dǎo) 發(fā) 育 的 一 種 負(fù) 轉(zhuǎn) 錄 調(diào) 節(jié) 因 子 通 過(guò) 與 直 接 相 互 作 用 積 極 調(diào) 節(jié) 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 通 過(guò) 多 種 機(jī) 制 感 知 光 并 減 弱 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 如 抑 制 活 性 和 生 長(zhǎng) 素 信 號(hào) 而 抑 制 子 與 形 成 復(fù) 合 體 與 交 互 抑 制 的 轉(zhuǎn) 錄 還 通 過(guò) 調(diào) 節(jié) 組 件 促 進(jìn) 熱 形 態(tài) 發(fā) 生 轉(zhuǎn) 錄 激 活 在 光 下 控 制 活 性 和 穩(wěn) 定 性 調(diào) 節(jié) 植 物 的 耐 熱 性 通 過(guò) 其 類 似 朊 蛋 白 的 結(jié) 構(gòu) 域 響 應(yīng) 溫 度 變 化 該 結(jié) 構(gòu) 域 在 不 同 溫 度 下 會(huì) 發(fā) 生 可 逆 的 液 液 相 變 高 溫 降 解 減 弱 了 對(duì) 抑 制 且 蛋 白 通 過(guò) 對(duì) 溫 度 響 應(yīng) 的 滯 后 行 為 驅(qū) 動(dòng) 啟 動(dòng) 子 進(jìn) 入 相 同 的 模 式 實(shí) 現(xiàn) 植 物 對(duì) 白 天 溫 度 的 短 期 記 憶 為 轉(zhuǎn) 錄 因 子 它 的 穩(wěn) 定 作 用 部 分 補(bǔ) 償 了 在 高 溫 下 由 誘 導(dǎo) 的 降 解 并 與 結(jié) 合 阻 止 其 發(fā) 揮 正 常 功 能 熱 應(yīng) 激 記 憶 可 提 高 植 物 的 耐 熱 性 植 物 在 較 高 但 非 致 命 的 溫 度 下 生 長(zhǎng) 可 鍛 煉 光 合 器 官 熱 應(yīng) 激 轉(zhuǎn) 錄 因 子 在 調(diào) 節(jié) 熱 反 應(yīng) 基 因 的 表 達(dá) 中 起 著 關(guān) 鍵 作 用 不 依 賴 發(fā) 揮 作 用 的 通 過(guò) 蛋 白 的 應(yīng) 激 顆 粒 和 加 工 體 的 冗 余 作 用 穩(wěn) 定 保 證 植 物 的 耐 熱 性 此 外 抗 壞 血 酸 過(guò) 氧 化 物 酶 是 抗 氧 化 系 統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 通 常 在 熱 應(yīng) 激 條 件 下 發(fā) 揮 作 用 最 近 的 一 項(xiàng) 結(jié) 果 表 明 介 導(dǎo) 的 信 號(hào) 可 能 啟 動(dòng) 這 有 助 于 植 物 獲 得 耐 熱 性 在 熱 處 理 之 前 植 物 暴 露 于 光 特 別 是 紅 光 以 依 賴 于 的 方 式 加 速 了 基 因 的 熱 誘 導(dǎo) 雖 然 已 在 光 信 號(hào) 對(duì) 植 物 抗 高 溫 管 理 中 發(fā) 揮 的 作 用 有 所 了 解 但 遠(yuǎn) 少 于 對(duì) 光 信 號(hào) 介 入 植 物 抗 寒 管 理 的 認(rèn) 知 還 需 要 更 多 的 研 究 來(lái) 檢 驗(yàn) 已 有 的 理 論 猜 測(cè) 或 發(fā) 現(xiàn) 新 的 調(diào) 控 途 徑 來(lái) 闡 釋 光 信 號(hào) 改 善 植 物 應(yīng) 對(duì) 高 溫 能 力 的 管 理 機(jī) 制 總 結(jié) 與 展 望 光 照 和 溫 度 在 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 和 設(shè) 施 生 產(chǎn) 的 能 耗 管 理 方 面 都 存 在 交 互 效 應(yīng) 透 徹 了 解 光 照 和 溫 度 調(diào) 控 植 物 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 網(wǎng)