История открытия фитохрома

В 1952 г. американец Г. А. Бортвик изучал прорастание семян салата. В пол­ной темноте набухшие семена не прорастали, но прорастали после нескольких секунд освещения. Семена были настолько чувствительными к свету, что при­ходилось работать с ними как с фотоматериалами, обертывая образцы свето­непроницаемой бумагой или фольгой. Был получен спектр физиологической реакции: график зависимости процента проросших семян от длины волны. Оказалось, что дальний красный свет (λ = 730 нм) тормозит реакцию прорас­тания. При последовательном освещении красным (660 нм) — дальним крас­ным (730 нм) — красным (660 нм) семена прорастают, но если последнюю вспышку света заменить на дальнюю красную (730 нм), то прорастание замед­лялось. Наблюдается К/ДК — обратимость, т. е. физиологический ответ при низкой интенсивности освещения можно обратить. В итоге растения дают тот ответ, который вызывает последняя вспышка света.Была выдвинута гипотеза, что в семенах есть пигмент-рецептор, который обладает свойством «переключаться» при действии внешнего стимула: красно­го или дальнего красного света. Этот фоторецептор был назван фитохромом (phyton — растение; chromos — краска, пигмент).Спектр физиологической реакции прорастания семян позволил начать по­иски и выделение пигментов, обладающих таким же спектром поглощения. Из растений выделяли очередной пигмент, его спектр сравнивали с физиоло­гическим спектром. Эта стратегия поиска увенчалась успехом: всего через 7 лет У.Л.Батлер и С. Б. Хендрикс выделили фитохром в чистом виде и охарактери­зовали его (рис. 7.27).

Рис. 7.27. Спектр поглощения фитохрома Ф₆₆₀ И Ф₇₃₀.

Для сравнения показаны положения макси­мумов поглощения Р₆₈₀ и Р₇₀₀. ФАР — область фотосинтетически активной радиации

Физиологические ответы фитохромной системы были разделены на три груп­пы: 1) ответ на сверхнизкую интенсивность света (0,1—1 мкмоль квантов/м²); 2) ответ на низкую интенсивность (1 — 1000 мкмоль квантов/м²); 3) высоко­энергетический ответ (более 1000 мкмоль квантов/м²).