Cinque luci monocromatiche chì affettanu a crescita di e piante

A luce hè u fattore ambientale basu per a crescita è u sviluppu di e piante. Ùn hè micca solu a fonte energetica basica per a fotosintesi, ma ancu un regulatore impurtante di u crescita è u sviluppu di e piante. A crescita è u sviluppu di e piante ùn sò micca limitati solu da a quantità di luce o di l'intensità luminosa (densità di flussu di fotoni, densità di flussu di fotoni, PFD), ma ancu di qualità di luce, vale à dì diverse lunghezze d'onda di luce è radiazione è e so diverse proporzioni di cumpusizioni.

U spettru solare pò esse apprussimatamente divisu in radiazione ultravioletta (ultraviolet, UV

I pianti ponu detectà cambiamenti sottili in a qualità di a luce, l'intensità di a luce, a durata di a luce è a direzzione in l'ambiente di crescita, è inizianu i cambiamenti fisiologichi è morfologichi necessarii per sopravvive in questu ambiente. U lume blu, u lume rossu è u lume rossu luntanu ghjucanu un rolu chjave in u cuntrollu di a fotomorfogenesi di e piante. Photoreceptors (phytochrome, Phy), cryptochrome (Cry), è photoreceptors (phototropin, Phot) ricevenu segnali luminosi è induce a crescita è u sviluppu di e piante per trasduzione di signali.

A luce monocromatica cum'è usata quì si riferisce à a luce in una gamma di lunghezze d'onda specifiche. A gamma di lunghezze d'onda di a stessa luce monocromatica utilizata in diversi esperimenti ùn hè micca cumplettamente coherente, è l'altri luci monocromatici chì sò simili in a lunghezza d'onda spessu si sovrapponenu à diversi livelli, soprattuttu prima di l'apparizione di una fonte di luce LED monocromatica. In questu modu, naturalmente, ci saranu risultati diffirenti è ancu contraddittori.

A luce rossa (R) impedisce l'allungamentu di l'internode, prumove a ramificazione laterale è u tillering, ritarda a differenziazione di fiori, è aumenta l'antociani, a clorofilla è i carotenoidi. A luce rossa pò causà un muvimentu luminoso pusitivu in e radiche di Arabidopsis. A luce rossa hà un effettu pusitivu nantu à a resistenza di e piante à l'estressi bioticu è abioticu.

U lume rossu luntanu (FR) pò contru à l'effettu di u lume rossu in parechji casi. Un rapportu R/FR bassu risulta in una diminuzione di a capacità fotosintetica di i fagioli. In a camera di crescita, a lampa fluorescente bianca hè aduprata cum'è a fonte di luce principale, è a radiazione rossa (u piccu di emissione di 734 nm) hè supplementata cù LED per riduce u cuntenutu di antociani, carotenoidi è clorofilla, è u pesu frescu. u pesu seccu, a lunghezza di u troncu, a longa di a foglia è a foglia sò fatti. A larghezza hè aumentata. L'effettu di FR supplementu nantu à a crescita pò esse duvuta à un aumentu di l'absorzione di luce per l'aumentu di l'area foglia. Arabidopsis thaliana cultivée en conditions de faible R/FR était plus grande et plus épaisse que celles cultivées sous R/FR élevée, avec une grande biomasse et une forte adaptabilité au froid. Diversi rapporti di R / FR ponu ancu alterà a toleranza di u salinu di e piante.

In generale, l'aumentu di a frazzioni di u lume blu in u lume biancu pò accurtà l'internodes, riduce l'area di a foglia, riduce i tassi di crescita relative, è aumentanu a ratio di nitrogenu / carbonu (N / C).

A sintesi di clorofilla alta di a pianta è a furmazione di cloroplasti, è ancu i cloroplasti cù un altu rapportu di clorofilla a / b è bassi livelli di carotenoidi necessitanu luce blu. Sottu à u lume rossu, u ritmu fotosinteticu di e cellule di l'alga diminuì gradualmente, è u ritmu fotosinteticu si ricuperò rapidamente dopu avè andatu à a luce blu o aghjunghjendu un pocu di luce blu sottu una luce rossa continua. Quandu i cilesti di u tabacco in crescita scura sò stati trasferiti à u lume blu cuntinuu per 3 ghjorni, a quantità totale è u cuntenutu di clorofilla di rubulose-1, 5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (Rubisco) anu aumentatu bruscamente. In cunfurmità cù questu, u pesu seccu di e cellule in u voluminu di a suluzione di a cultura unità aumenta ancu assai, mentre chì cresce assai lentamente sottu u lume rossu cuntinuu.

Ovviamente, per a fotosintesi è a crescita di e piante, solu a luce rossa ùn hè micca abbastanza. U granu pò compie u so ciclu di vita sottu una sola fonte di LED rossi, ma per ottene e piante alte è un gran numaru di sementi, deve esse aghjuntu una quantità approprita di luce blu (Table 1). U rendiment di lettuce, spinach è ravanelli cultivati ​​sottu una sola luce rossa era più bassu di quellu di e piante cultivate sottu a cumminazzioni di rossu è blu, mentri u rendiment di e piante cultivate sottu a cumminazzioni di rossu è blu cù u lume blu adattatu era paragunabili à quella di e piante cultivate sottu lampi fluoriscenti bianchi freschi. In listessu modu, Arabidopsis thaliana pò pruduce sementi sottu una sola luce rossa, ma si sviluppa sottu a cumminazzioni di luci rosse è blu cum'è a proporzione di luce blu diminuite (10% à 1%) cumparatu cù e piante cultivate sottu lampi fluoriscenti bianchi freschi. A pianta, a fioritura è i risultati sò stati ritardati. In ogni casu, u rendiment di sementi di e piante cultivate sottu una cumminazione di luci rosse è blu chì cuntenenu 10% di luce blu era solu a mità di quella di e piante cultivate sottu lampi fluoriscenti bianchi friddi. A luce blu eccessiva impedisce a crescita di e piante, accurtà l'internodes, ramificazioni ridutte, riduzzione di l'area di foglia, è riduzzione di u pesu seccu tutale. I pianti sò differenzi di spezie significativu in a necessità di luce blu.

Semu devi esse nutatu chì, ancu s'è certi studii chì utilizanu diversi tipi di fonti di luce anu dimustratu chì e differenzi in a morfologia di a pianta è a crescita sò ligati à differenzi in a proporzione di luce blu in u spettru, e cunclusioni sò sempre problematiche perchè a cumpusizioni di u non-blu. a luce emessa da i sfarenti tippi di lampi utilizati hè diversu. Per esempiu, ancu s'è u pesu seccu di e piante di soia è di sorgo cultivate sottu a stessa lampada fluorescente è a tarifa fotosintetica netta per unità di superficie di foglia sò significativamente più altu ch'è quelli cultivati ​​sottu à lampade di sodiu à bassa pressione, questi risultati ùn ponu micca esse cumpletamente attribuiti à a luce blu sottu. lampi di sodiu à bassa pressione. Mancanza, aghju paura chì hè ancu ligata à a luce gialla è verde sottu a lampa di sodiu di bassa pressione è a luce rossa aranciu.

U pesu seccu di e piantini di u pumadoru cultivatu sottu u lume biancu (cuntenendu luce rossa, blu è verde) era significativamente più bassu di quellu di e piantini cultivati ​​sottu u lume rossu è blu. A rilevazione spettrale di l'inhibizione di a crescita in a cultura di tissuti hà indicatu chì a qualità di luce più dannosa era a luce verde cù un piccu à 550 nm. L'altezza di a pianta, u pesu frescu è seccu di calendula cultivatu sottu à a luce di u lume verde hà aumentatu da 30% à 50% cumparatu cù e piante cultivate sottu a luce spettru cumpletu. A luce verde piena di spettru cumpletu face chì i pianti sò brevi è secchi, è u pesu frescu hè ridutta. L'eliminazione di a luce verde rinfurzà a fioritura di a calendula, mentre chì u supplementu di a luce verde impedisce a fioritura di Dianthus è lettuce.

Tuttavia, ci sò ancu rapporti di luce verde chì prumove a crescita. Kim et al. cunclusu chì a luce cumminata rossu-blu (LEDs) supplemented light green risultati in a cunclusione chì a crescita di a pianta hè impedita quandu a luce verde supera u 50%, mentre chì a crescita di a pianta hè rinfurzata quandu u rapportu di luce verde hè menu di 24%. Ancu s'è u pesu seccu di a parti suprana di a lettuce hè aumentatu da a luce verde aghjuntu da a luce fluorescente verde nantu à u fondu di luce cumminata rossu è blu furnita da u LED, a cunclusione chì l'aghjuntu di luce verde aumenta a crescita è pruduce più. biomassa chè a luce bianca fresca hè problematicu: (1) U pesu seccu di a biomassa chì osservanu hè solu u pesu seccu di a parte suprana. Se u pesu seccu di u sistema radicali sotterraneo hè inclusu, u risultatu pò esse diversu; (2) a parti suprana di a lattuga cultivata sottu à i luci rossi, turchini è verdi Piante chì crescenu significativamente sottu lampi fluoriscenti bianchi friddi sò prubabilmente avè a luce verde (24%) cuntenuta in a lampa di trè culori assai menu di u risultatu. di a lampada fluorescente bianca fresca (51%), vale à dì, l'effettu di suppressione di a luce verde di a lampa fluorescente bianca fresca hè più grande di i trè culori. I risultati di a lampada; (3) U ritmu di fotosintesi di e piante cultivate sottu a cumminazzioni di u lume rossu è blu hè significativamente più altu ch'è quellu di e piante cultivate sottu u lume verde, sustene a speculazione previa.

In ogni casu, trattà e sementi cù un laser verde pò fà ravane è carotte duie volte più grande di u cuntrollu. Un impulsu verde scuru pò accelerà l'allungamentu di e piantini chì crescenu in u bughju, vale à dì, prumove l'allungamentu di u troncu. U trattamentu di e piantini di Arabidopsis thaliana cù una sola luce verde (525 nm ± 16 nm) impulsu (11,1 μmol·m-2·s-1, 9 s) da una fonte LED hà risultatu in una diminuzione di i trascrizioni di plastidi è un incrementu di a crescita di tige. tariffa.

Basatu annantu à l'ultimi 50 anni di dati di ricerca di fotobiologia di e piante, u rolu di a luce verde in u sviluppu di e piante, a fioritura, l'apertura stomatica, a crescita di u troncu, l'espressione genica di cloroplasti è a regulazione di a crescita di e piante hè statu discutitu. Hè cresce chì u sistema di percepzioni di luce verde hè in armunia cù i sensori rossi è blu. Regule u crescita è u sviluppu di e piante. Innota chì in questa rivista, a luce verde (500 ~ 600nm) hè allargata per include a parte gialla di u spettru (580 ~ 600nm).

A luce gialla (580 ~ 600nm) impedisce a crescita di lettuce. I risultati di u cuntenutu di clorofilla è u pesu seccu per diverse proporzioni di luce rossa, rossa, blu, ultravioletta è gialla, rispettivamente, indicanu chì solu a luce gialla (580 ~ 600 nm) pò spiegà a diffarenza di l'effetti di crescita trà a lampada di sodiu d'alta pressione è l'alogenuro di metalli. lampada. Questu hè, a luce gialla impedisce a crescita. Inoltre, a luce gialla (piccu à 595 nm) hà impeditu a crescita di pepino più forte chì a luce verde (piccu à 520 nm).

Alcune cunclusioni nantu à l'effetti cunflitti di a luce gialla / verde pò esse dovutu à a gamma inconsistente di lunghezze d'onda di luce utilizata in quelli studii. Inoltre, perchè certi circadori classificanu a luce da 500 à 600 nm cum'è luce verde, ci hè pocu letteratura nantu à l'effetti di a luce gialla (580-600 nm) nantu à a crescita è u sviluppu di e piante.

A radiazione ultravioletta riduce l'area di a foglia di a pianta, inibisce l'allungamentu di l'ipocotile, riduce a fotosintesi è a produtividade, è rende e piante suscettibile à l'attaccu di patogeni, ma pò induce a sintesi di flavonoidi è i meccanismi di difesa. U UV-B pò riduce u cuntenutu di l'acidu ascorbic è β-carotene, ma pò prumove in modu efficace a sintesi di l'antocianina. A radiazione UV-B si traduce in un fenotipu di pianta nana, foglie chjuche è spessi, petiole curtite, rami ascellari aumentati, è cambiamenti di u rapportu radica / corona.

I risultati di l'investigazioni nantu à 16 cultivars di risu da 7 diverse regioni di Cina, India, Filippine, Nepal, Tailanda, Vietnam è Sri Lanka in a serra dimustranu chì l'aghjunzione di UV-B hà risultatu in un aumentu di a biomassa tutale. Cultivars (solu unu di quale hà righjuntu un livellu significativu, da Sri Lanka), 12 cultivars (di quale 6 eranu significativi), è quelli chì anu sensibilità UV-B anu ridutta significativamente in l'area di a foglia è a taglia di u tiller. Ci sò 6 cultivars cù un cuntenutu di clorofilla aumentatu (2 di quali righjunghjenu livelli significativi); 5 cultivars cun ritmu fotosinteticu di foglia significativamente ridutta, è 1 cultivar cun significativamente migliuratu (a so biomassa tutale hè ancu significativa) aumenta).

U rapportu di UV-B / PAR hè un determinante impurtante di a risposta di a pianta à UV-B. Per esempiu, UV-B è PAR inseme affettanu a morfologia è u rendiment d'oliu di menta, chì esige un altu livellu di luce naturale senza filtrazione.

Si deve esse nutatu chì i studii di laboratoriu di l'effetti UV-B, anchi si utili à identificà i fatturi di trascrizione è altri fattori moleculari è fisiologichi, sò dovuti à l'usu di livelli UV-B più alti, senza UV-A concomitant è Spessu PAR di fondo bassu, u I risultati sò generalmente micca estrapolati meccanicamente in l'ambiente naturale. Studi di campu tipicamente utilizanu lampade UV per elevà o aduprà filtri per riduce i livelli UV-B.