Landareen hazkundeari eragiten dioten bost argi monokromatiko

Argia landareen hazkuntza eta garapenerako oinarrizko ingurumen-faktorea da. Fotosintesiaren oinarrizko energia iturria ez ezik, landareen hazkuntza eta garapenaren erregulatzaile garrantzitsua ere bada. Landareen hazkuntza eta garapena ez dira soilik argi-kantitateak edo argi-intentsitateak (fotoi-fluxuaren dentsitatea, fotoi-fluxuaren dentsitatea, PFD) mugatzen dituena, baizik eta argiaren kalitatearen arabera, hau da, argiaren eta erradiazioen uhin-luzera desberdinak eta haien konposizio-ratio desberdinak.

Eguzki-espektroa gutxi gorabehera erradiazio ultramoreetan bana daiteke (ultramorea, UV

Landareek argiaren kalitatean, argiaren intentsitatean, argiaren iraupenean eta norabidean aldaketa sotilak hauteman ditzakete hazteko ingurunean, eta ingurune horretan bizirauteko beharrezkoak diren aldaketa fisiologiko eta morfologikoak abiarazi. Argi urdinak, argi gorriak eta argi gorri urrunak funtsezko eginkizuna dute landareen fotomorfogenesia kontrolatzeko. Fotohartzaileek (phytochrome, Phy), kriptokromoak (Cry) eta fotohartzaileek (fototropin, Phot) argi-seinaleak jasotzen dituzte eta landareen hazkuntza eta garapena eragiten dute seinale-transdukzioaren bidez.

Hemen erabiltzen den argi monokromatikoak uhin-luzera tarte jakin bateko argiari egiten dio erreferentzia. Esperimentu desberdinetan erabilitako argi monokromatiko beraren uhin-luzera ez da guztiz koherentea, eta uhin-luzera antzekoak diren beste argi monokromatiko batzuk askotan gainjartzen dira neurri ezberdinetan, batez ere LED argi-iturri monokromatiko bat agertu aurretik. Modu honetan, berez, emaitza desberdinak eta are kontrajarriak izango dira.

Argi gorriak (R) barnekodeen luzapena galarazten du, alboko adarkadura eta tillering sustatzen ditu, loreen bereizketa atzeratzen du eta antozianinak, klorofila eta karotenoideak areagotzen ditu. Argi gorriak argi mugimendu positiboa eragin dezake Arabidopsis sustraietan. Argi gorriak eragin positiboa du landareen estres biotiko eta abiotikoekiko erresistentzian.

Argi gorri urrunak (FR) argi gorriaren efektuari aurre egin diezaioke kasu askotan. R/FR erlazio baxuak babarrunen fotosintesi-ahalmena gutxitzen du. Hazkunde-ganberan, lanpara fluoreszente zuria argi-iturri nagusi gisa erabiltzen da, eta erradiazio gorri urruna (734 nm-ko igorpenaren gailurra) LEDekin osatzen da antozianina, karotenoide eta klorofila edukia eta pisu freskoa murrizteko. pisu lehorra, zurtoinaren luzera, hostoaren luzera eta hostoa egiten dira. Zabalera handitu egiten da. FR osagarriak hazkundean duen eragina argiaren xurgapena handitzearen ondorioz izan daiteke hosto-azalera handitzearen ondorioz. R/FR baxuko baldintzetan hazitako Arabidopsis thaliana R/FR altuetan hazitakoak baino handiagoak eta lodiagoak ziren, biomasa handiarekin eta hotzarako moldagarritasun handiarekin. R/FR proportzio ezberdinek landareen gatzarekiko tolerantzia ere alda dezakete.

Oro har, argi urdinaren zatia argi zurian handitzeak barne-nodoak laburtu ditzake, hostoen azalera murriztu, hazkunde-tasa erlatiboak murriztu eta nitrogeno/karbono (N/C) ratioak handitu ditzake.

Landareen klorofilaren sintesia eta kloroplastoen eraketa eta baita klorofila a/b ratio altua eta karotenoide maila baxua duten kloroplastoek argi urdina behar dute. Argi gorriaren azpian, alga-zelulen fotosintesi-tasa pixkanaka gutxitzen joan zen, eta fotosintetikoa azkar berreskuratu zen argi urdinera joan ondoren edo argi urdin pixka bat gehitu ondoren argi gorri jarraituan. Hazten diren tabako-zelulak 3 egunez etengabeko argi urdinera transferitu zirenean, rubulosa-1, 5-bisfosfato karboxilasa/oxigenasaren (Rubisco) kopuru osoa eta klorofila edukia nabarmen handitu zen. Horrekin bat etorriz, zelulen pisu lehorra ere nabarmen handitzen da kultura-disoluzioaren bolumenean, argi gorri jarraituan oso poliki handitzen den bitartean.

Jakina, fotosintesia eta landareen hazkuntzarako, argi gorria bakarrik ez da nahikoa. Gariak bere bizi-zikloa osa dezake LED gorrien iturri bakar baten azpian, baina landare altuak eta hazi kopuru handia lortzeko, argi urdin kopuru egoki bat gehitu behar da (1. taula). Argi gorri bakarrean hazitako letxuga, espinakak eta errefautxoen errendimendua gorria eta urdina konbinatuta hazitako landareena baino txikiagoa izan zen, gorria eta urdina argi urdin egokiarekin konbinatuta hazitako landareen errendimendua, berriz, antzekoa zen. lanpara fluoreszente zuri hotzetan hazitako landareena. Era berean, Arabidopsis thaliana argi gorri bakar baten azpian haziak sor ditzake, baina argi gorri eta urdinaren konbinaziopean hazten da, argi urdinaren proportzioa murrizten den heinean (% 10-% 1) lanpara fluoreszente zuri hotzetan hazitako landareekin alderatuta. Landareen loratzea, loraldia eta emaitzak atzeratu egin ziren. Hala ere, %10 argi urdina duten argi gorri eta urdinaren konbinaziopean hazitako landareen haziaren etekina lanpara fluoreszente zuri hotzetan hazitako landareen erdia baino ez zen. Gehiegizko argi urdinak landareen hazkuntza eragozten du, barnekodak laburtzen ditu, adarkada murrizten du, hostoen azalera murriztu eta pisu lehor osoa murrizten du. Landareek espezie desberdintasun handiak dituzte argi urdinaren beharran.

Kontuan izan behar da argi-iturri mota desberdinak erabiliz egindako zenbait ikerketek landareen morfologian eta hazkuntzan dauden desberdintasunak espektroko argi urdinaren proportzioaren desberdintasunekin erlazionatuta daudela erakutsi duten arren, ondorioak oraindik ere arazotsuak direla, urdina ez den konposizioa delako. Erabilitako lanpara mota ezberdinek igortzen duten argia ezberdina da. Esaterako, argi fluoreszente-lanpara berean hazitako soja- eta sorgo-landareen pisu lehorra eta hosto-azalera unitateko fotosintesi-tasa garbia presio baxuko sodio-lanparetan hazitakoa baino nabarmen handiagoa izan arren, emaitza hauek ezin dira guztiz egotzi argi urdinari azpian. presio baxuko sodio lanparak. Falta, beldur naiz presio baxuko sodio lanpararen azpian dagoen argi horia eta berdea eta argi laranja gorriarekin ere erlazionatuta dagoela.

Argi zuriaren azpian hazitako tomate-planteen pisu lehorra (argi gorria, urdina eta berdea dutenak) argi gorri eta urdinean hazitako plantulen pisua nabarmen txikiagoa zen. Ehun-kulturan hazkundearen inhibizioaren detekzio espektralak argiaren kalitate kaltegarriena 550 nm-ko gailurra zuen argi berdea zela adierazi zuen. Argi berdearen argipean hazitako marigoldaren altuera, pisu freskoa eta lehorra % 30 eta % 50 handitu ziren espektro osoko argipean hazitako landareekin alderatuta. Espektro osoko argiz betetako argi berdeak landareak laburrak eta lehorrak izatea eragiten du, eta pisu freskoa murrizten da. Argi berdea kentzeak marigoldaren loraldia indartzen du, eta argi berdea gehitzeak Dianthus eta letxugaren loraldia galarazten du.

Hala ere, argi berdea hazkundea sustatzeko txostenak ere badaude. Kim et al. ondorioztatu zuen argi berdea osatutako argi gorri-urdin konbinatuak (LEDak) ondorioztatzen duela landareen hazkundea galarazten dela argi berdea % 50 gainditzen duenean, eta landareen hazkundea hobetzen dela argi berdearen ratioa % 24 baino txikiagoa denean. Letxugaren goiko zatiaren pisu lehorra LEDak ematen duen argi gorri eta urdinaren atzeko planoan fluoreszente berdeak gehitzen duen argi berdea gehitzen den arren, argi berdea gehitzeak hazkundea hobetzen duela eta gehiago sortzen duela ondorioztatzen da. argi zuri hotza baino biomasa problematikoa da: (1) Behatzen duten biomasaren pisu lehorra lur gaineko zatiaren pisu lehorra baino ez da. Lurpeko sustrai-sistemaren pisu lehorra sartzen bada, emaitza desberdina izan daiteke; (2) Argi gorri, urdin eta berdeen azpian hazi den letxugaren goiko aldea Lanpara fluoreszente zuri hotzen azpian nabarmen hazten diren landareek baliteke hiru koloretako lanparan dagoen argi berdea (% 24) emaitza baino askoz gutxiago izatea. Lanpara fluoreszente zuri hotzaren (%51), hau da, lanpara fluoreszente zuri hotzaren argi berdea kentzeko efektua hiru kolore baino handiagoa da. Lanpararen emaitzak; (3) Argi gorri eta urdinaren konbinaziopean hazitako landareen fotosintesi-tasa argi berdearen azpian hazitako landareena baino nabarmen handiagoa da, aurreko espekulazioa onartzen duena.

Hala ere, haziak laser berde batekin tratatzeak errefautxoak eta azenarioak kontrola baino bi aldiz handiagoak izan ditzake. Pultsu berde ilun batek iluntasunean hazten diren plantulen luzapena bizkortu dezake, hau da, zurtoinaren luzapena sustatzen du. Arabidopsis thaliana plantulak LED iturri batetik argi berde bakar batekin (525 nm ± 16 nm) pultsu batekin (11,1 μmol·m-2·s-1, 9 s) tratamenduak plastidoen transkripzioak gutxitu eta zurtoinaren hazkundea areagotu zuen. tasa.

Landareen fotobiologiako ikerketaren azken 50 urteetako datuetan oinarrituta, argi berdeak landareen garapenean, loretan, estomatarren irekieran, zurtoinen hazkuntzan, kloroplastoen geneen adierazpenean eta landareen hazkuntza erregulatzean duen papera eztabaidatu zen. Argi berdea hautemateko sistema sentsore gorri eta urdinekin bat datorrela uste da. Landareen hazkuntza eta garapena erregulatu. Kontuan izan berrikuspen honetan argi berdea (500 ~ 600nm) espektroaren zati horia (580 ~ 600nm) barne hartzen duela.

Argi horiak (580~600nm) letxugaren hazkundea galarazten du. Klorofila edukiaren eta pisu lehorraren emaitzek, hurrenez hurren, argi gorri, gorri, urdin, ultramore eta horiaren proportzio ezberdinetarako adierazten dute argi horiak (580 ~ 600 nm) soilik azal dezakeela presio handiko sodio lanpararen eta halogenuro metalikoaren arteko hazkunde-efektuen aldea. lanpara. Hau da, argi horiak hazkundea galarazten du. Gainera, argi horiak (595 nm-ko gailurra) argi berdeak (520 nm-ko gailurra) baino indartsuago inhibitu zuen pepinoaren hazkundea.

Argi hori/berdearen efektu gatazkatsuei buruzko ondorio batzuk ikerketa horietan erabilitako argiaren uhin-luzera ez-koherentearen ondoriozkoak izan daitezke. Gainera, ikertzaile batzuek 500 eta 600 nm arteko argia argi berde gisa sailkatzen dutenez, argi horiak (580-600 nm) landareen hazkuntzan eta garapenean dituen eraginei buruzko literatura gutxi dago.

Erradiazio ultramoreak landareen hostoen azalera murrizten du, hipokotiloaren luzapena galarazten du, fotosintesia eta produktibitatea murrizten ditu eta landareak patogenoen erasoak jasan ditzake, baina flavonoideen sintesia eta defentsa mekanismoak eragin ditzake. UV-B-k azido askorbikoaren eta β-karotenoaren edukia murrizten du, baina eraginkortasunez susta dezake antozianina sintesia. UV-B erradiazioa landare nanoaren fenotipoa, hosto txiki eta lodiak, peziolo laburrak, adar axilarrak handitzea eta sustrai/koroa erlazioaren aldaketak sortzen ditu.

Txinako, Indiako, Filipinetako, Nepaleko, Thailandiako, Vietnameko eta Sri Lankako 7 eskualde ezberdinetako 16 arroz-laboreari buruzko ikerketen emaitzek negutegian erakutsi zuten UV-B gehitzeak biomasa osoa handitu zuela. Laboreak (horietako bakarrak maila esanguratsua lortu zuen, Sri Lankakoa), 12 kultibar (horietatik 6 esanguratsuak ziren) eta UV-B sentikortasuna zutenak nabarmen murriztu ziren hosto-azalera eta tillaren tamaina. Klorofila-edukia handitu duten 6 cultivares daude (horietako 2 maila esanguratsuetara iristen dira); Hostoen fotosintesi-tasa nabarmen murriztua duten 5 cultivare eta nabarmen hobetu den kultiba 1 (bere biomasa osoa ere esanguratsua da) handitzea).

UV-B/PAR erlazioa landareen UV-B-ren erantzunaren determinatzaile garrantzitsua da. Esaterako, UV-B eta PAR-ek batera mendaren morfologian eta olio-errendimenduan eragiten dute, iragazi gabeko argi naturalaren maila altua behar baitute.

Kontuan izan behar da UV-B efektuei buruzko laborategiko azterketak, transkripzio-faktoreak eta beste faktore molekular eta fisiologiko batzuk identifikatzeko baliagarriak izan arren, UV-B maila altuagoen erabileragatik, UV-A bateragarririk gabe eta askotan hondoko PAR baxua dela eta. emaitzak normalean ez dira mekanikoki natura ingurunera estrapolatzen. Eremuko ikerketek normalean UV lanparak erabiltzen dituzte UV-B maila murrizteko iragazkiak igotzeko edo erabiltzeko.