Cúig soilse monacrómatacha a chuireann isteach ar fhás plandaí
Is é solas an fachtóir comhshaoil bunúsach d'fhás agus d'fhorbairt plandaí. Ní hamháin gurb é an fhoinse fuinnimh bhunúsach é le haghaidh fótaisintéise, ach freisin rialtóir tábhachtach ar fhás agus ar fhorbairt plandaí. Ní hamháin go bhfuil srian ar fhás agus ar fhorbairt plandaí ag cainníocht solais nó déine solais (dlús flosc fótóin, dlús flosc fótóin, PFD), ach freisin ag cáilíocht an tsolais, ie tonnfhaid éagsúla solais agus radaíochta agus a gcóimheasa éagsúla comhdhéanamh.
Is féidir an speictream gréine a roinnt go garbh i radaíocht ultraivialait (ultraivialait, UV
Is féidir le plandaí athruithe subtle i gcáilíocht an tsolais, déine solais, fad an tsolais, agus treo sa timpeallacht atá ag fás a bhrath, agus na hathruithe fiseolaíocha agus moirfeolaíocha atá riachtanach chun maireachtáil sa timpeallacht seo a thionscnamh. Tá ról lárnach ag solas gorm, solas dearg agus solas dearg i bhfad chun fótamorphogenesis plandaí a rialú. Faigheann fótareceptors (fíteacróim, Phy), cripteachchrome (Cry), agus fótareceptors (fótatropin, Phot) comharthaí solais agus spreagann siad fás agus forbairt plandaí trí aistriú comhartha.
Tagraíonn solas monacrómatach mar a úsáidtear anseo do sholas i raon tonnfhad ar leith. Níl an raon tonnfhaid den solas monacrómatach céanna a úsáidtear i dturgnaimh éagsúla comhsheasmhach go hiomlán, agus is minic go bhforluíonn soilse monacrómatacha eile atá cosúil le tonnfhad go méideanna éagsúla, go háirithe roimh an chuma ar fhoinse solais monacrómatach LED. Ar an mbealach seo, go nádúrtha, beidh torthaí éagsúla agus fiú contrártha.
Coscann solas dearg (R) fadú internode, cuireann sé craobhú cliathánach agus tillering chun cinn, cuireann sé moill ar dhifreáil bláthanna, agus méadaíonn sé anthocyanins, clóraifill agus carotenoidí. Is féidir le solas dearg a bheith ina chúis le tairiscint solais dhearfach i bhfréamhacha Arabidopsis. Tá tionchar dearfach ag solas dearg ar fhriotaíocht plandaí ar strusanna bitheolaíocha agus aibitheacha.
Is féidir le solas i bhfad dearg (FR) cur i gcoinne éifeacht an tsolais dhearg i go leor cásanna. Is é an toradh a bhíonn ar chóimheas íseal R/FR ná laghdú ar chumas fótaisintéiseach na pónairí duáin. Sa seomra fáis, úsáidtear an lampa fluaraiseacha bán mar phríomhfhoinse solais, agus déantar an radaíocht i bhfad-dearg (buaic astaíochta 734 nm) a fhorlíonadh le stiúir chun an t-ábhar anthocyanin, carotenoid agus clóraifill a laghdú, agus an meáchan úr, déantar meáchan tirim, fad gas, fad duille agus duille. Méadaítear an leithead. D'fhéadfadh éifeacht FR forlíontach ar fhás a bheith mar gheall ar mhéadú ar ionsú solais mar gheall ar limistéar méadaithe duille. Bhí Arabidopsis thaliana a fhástar faoi choinníollacha íseal R/FR níos mó agus níos tiús ná iad siúd a fhástar faoi ard-R/FR, le bithmhais mhór agus inoiriúnaitheacht láidir fuar. Féadfaidh cóimheasa éagsúla R/FR lamháltas salainn plandaí a athrú freisin.
Go ginearálta, is féidir le méadú ar an gcodán de sholas gorm i solas bán internodes a ghiorrú, achar duille a laghdú, rátaí fáis coibhneasta a laghdú, agus cóimheasa nítrigine / carbóin (N/C) a mhéadú.
Teastaíonn solas gorm le sintéis ardchlóraifill plandaí agus foirmiú clóraplasta chomh maith le clóraplastaí le cóimheas ard clóraifill a/b agus leibhéil ísle carotenoidí. Faoin solas dearg, tháinig laghdú de réir a chéile ar ráta fótaisintéiseach na gcealla algaí, agus d'éirigh leis an ráta fótaisintéiseach a ghnóthú go tapa tar éis dul go dtí solas gorm nó ag cur roinnt solas gorm faoi solas dearg leanúnach. Nuair a aistríodh na cealla tobac a d'fhás dorcha go solas gorm leanúnach ar feadh 3 lá, tháinig méadú géar ar an méid iomlán agus ar an ábhar clóraifill de rubulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco). Ag teacht leis seo, méadaíonn meáchan tirim na gcealla i méid an tuaslagáin chultúir aonaid go géar freisin, agus méadaíonn sé go han-mhall faoi sholas dearg leanúnach.
Ar ndóigh, le haghaidh fótaisintéise agus fás plandaí, ní leor ach solas dearg. Is féidir le cruithneacht a shaolré a chríochnú faoi fhoinse dearg amháin faoi stiúir, ach chun plandaí arda agus líon mór síolta a fháil, ní mór méid cuí solas gorm a chur leis (Tábla 1). Bhí toradh leitís, spionáiste agus raidis a fhástar faoi sholas dearg amháin níos ísle ná toradh na bplandaí a fhástar faoin meascán de dearg agus gorm, agus bhí toradh na bplandaí a fhástar faoin meascán de dearg agus gorm le solas gorm cuí inchomparáide leis. plandaí a fhástar faoi lampaí fluaraiseacha geala fionnuara. Ar an gcaoi chéanna, is féidir le Arabidopsis thaliana síolta a tháirgeadh faoi sholas dearg amháin, ach fásann sé faoin teaglaim de sholas dearg agus gorm de réir mar a laghdaíonn cion an tsolais ghorm (10% go 1%) i gcomparáid le plandaí a fhástar faoi lampaí fluaraiseacha bán fionnuar. Cuireadh moill ar boltáil plandaí, bláthanna agus torthaí. Mar sin féin, ní raibh toradh síolta plandaí a fhástar faoi mheascán de sholas dearg agus gorm ina raibh solas gorm 10% ach leath an méid plandaí a fhástar faoi lampaí fluaraiseacha fuara bána. Cuireann an iomarca solas gorm bac ar fhás plandaí, laghdaítear idirnóid, laghdaítear brainse, laghdaítear achar duille, agus laghdaítear an meáchan iomlán tirim. Tá difríochtaí suntasacha speiceas ag plandaí maidir leis an ngá atá le solas gorm.
Ba chóir a thabhairt faoi deara, cé gur léirigh roinnt staidéir a úsáideann cineálacha éagsúla foinsí solais go bhfuil baint ag difríochtaí i moirfeolaíocht agus fás plandaí le difríochtaí i gcion an tsolais ghorm sa speictream, tá fadhbanna fós ag na conclúidí mar gheall ar chomhdhéanamh an neamh-ghorm. tá an solas a astaítear ag na cineálacha éagsúla lampaí a úsáidtear difriúil. Mar shampla, cé go bhfuil meáchan tirim plandaí pónaire soighe agus sorghum a fhástar faoin lampa fluaraiseacha solais céanna agus an ráta glan fótaisintéise in aghaidh an aonaid limistéar duille i bhfad níos airde ná iad siúd a fhástar faoi lampaí sóidiam ísealbhrú, ní féidir na torthaí seo a chur i leith go hiomlán le solas gorm faoi. lampaí sóidiam brú íseal. Easpa, tá eagla orm go bhfuil baint aige freisin leis an solas buí agus glas faoin lampa sóidiam ísealbhrú agus an solas dearg oráiste.
Bhí meáchan tirim na síológa trátaí a fhástar faoi sholas bán (ina raibh solas dearg, gorm agus glas) i bhfad níos ísle ná na síológa a fhástar faoi sholas dearg agus gorm. Léirigh braiteadh speictreach ar chosc ar fhás i gcultúr fíocháin gurb é solas glas an caighdeán solais is díobhálaí le buaic ag 550 nm. Tháinig méadú 30% go 50% ar airde plandaí, meáchan úr agus tirim marigold a fhástar faoi sholas an tsolais ghlas i gcomparáid le plandaí a fhástar faoi sholas iomlán speictrim. Déanann solas glas líonta solais speictrim iomlán na plandaí a bheith gearr agus tirim, agus laghdaítear an meáchan úr. Trí solas glas a bhaint neartaítear bláthú buí, agus cuireann sé le solas glas bac ar bhláth Dianthus agus leitís.
Mar sin féin, tá tuairiscí ann freisin go gcuireann solas glas fás chun cinn. Kim et al. tháinig an chonclúid go bhfuil an solas glas forlíonta ag solas dearg-gorm (LEDs) mar thoradh ar an gconclúid go gcuirtear bac ar fhás plandaí nuair a sháraíonn solas glas 50%, agus feabhsaítear fás plandaí nuair a bhíonn an cóimheas solas glas níos lú ná 24%. Cé go bhfuil méadú ar mheáchan tirim an chuid uachtarach den leitís ag an solas glas a chuireann an solas fluaraiseacha glas ar an gcúlra solais chomhcheangailte dearg agus gorm a sholáthraíonn an stiúir, is é an chonclúid go gcuireann solas glas leis an bhfás agus go dtáirgeann sé níos mó. is fadhb é bithmhais ná an solas bán fionnuar: (1) Is é meáchan tirim na bithmhaise a thugann siad faoi deara ach meáchan tirim na coda os cionn na talún. Má tá meáchan tirim an chórais fréimhe faoi thalamh san áireamh, d'fhéadfadh an toradh a bheith difriúil; (2) an chuid uachtarach den leitís a fhástar faoi na soilse dearga, gorm agus glas Is dócha go mbeidh an solas glas (24%) atá sa lampa trí-dath i bhfad níos lú ná an toradh ar phlandaí a fhásann go mór faoi lampaí fluaraiseacha fuar bán. den lampa fluaraiseacha fionnuar bán (51%), is é sin, is é an éifeacht faoi chois solas glas an lampa fluaraiseacha fionnuar bán níos mó ná na trí dathanna. Torthaí an lampa; (3) Tá ráta fótaisintéise na bplandaí a fhástar faoin meascán de sholas dearg agus gorm i bhfad níos airde ná ráta na bplandaí a fhástar faoi sholas glas, ag tacú leis an tuairimíocht roimhe seo.
Mar sin féin, is féidir leis na síolta a chóireáil le léasair glas raidisí agus cairéid a dhéanamh dhá uair chomh mór leis an rialú. Is féidir le cuisle dim glas dlús a chur le fadú na síológa ag fás sa dorchadas, is é sin, fadú gas a chur chun cinn. Mar thoradh ar chóireáil síológa Arabidopsis thaliana le cuisle solais glas amháin (525 nm ± 16 nm) (11.1 μmol·m-2·s-1, 9 s) ó fhoinse LED tháinig laghdú ar thrascríbhinní plastid agus méadú ar fhás gas. ráta.
Bunaithe ar na 50 bliain anuas de shonraí taighde photobiology plandaí, pléadh ról an tsolais ghlas i bhforbairt plandaí, bláthanna, oscailt stomatal, fás gas, léiriú géine clóraplasta agus rialáil fás plandaí. Creidtear go bhfuil an córas dearcadh solas glas ar aon dul leis na braiteoirí dearg agus gorm. Fás agus forbairt plandaí a rialáil. Tabhair faoi deara go leathnaítear solas glas (500~600nm) san athbhreithniú seo chun an chuid buí den speictream (580~600nm) a áireamh.
Cuireann solas buí (580~600nm) bac ar fhás leitís. Léiríonn torthaí ábhar clóraifill agus meáchan tirim do chóimheasa difriúla de sholas dearg, i bhfad dearg, gorm, ultraivialait agus buí faoi seach nach féidir ach solas buí (580 ~ 600nm) an difríocht in éifeachtaí fáis idir lampa sóidiam ardbhrú agus hailíd miotail a mhíniú. lampa. Is é sin, cuireann solas buí bac ar fhás. Chomh maith leis sin, chuir solas buí (buaic ag 595 nm) bac ar fhás cúcamar níos láidre ná solas glas (buaic ag 520 nm).
D’fhéadfadh go mbeadh roinnt conclúidí faoi éifeachtaí contrártha an tsolais bhuí/uaine mar gheall ar raon neamhréireach na dtonnfhad solais a úsáideadh sna staidéir sin. Thairis sin, toisc go n-aicmíonn roinnt taighdeoirí solas ó 500 go 600 nm mar solas glas, níl mórán litríochta ann maidir le héifeachtaí solas buí (580-600 nm) ar fhás agus ar fhorbairt plandaí.
Laghdaíonn radaíocht ultraivialait achar duille plandaí, cuireann sé bac ar fadú hipocotyl, laghdaítear fótaisintéis agus táirgiúlacht, agus cuireann sé plandaí i mbaol ionsaí paitigin, ach is féidir sintéis flavonoid agus meicníochtaí cosanta a chothú. Is féidir le UV-B ábhar aigéad ascorbic agus β-carotene a laghdú, ach féadann sé sintéis anthocyanin a chur chun cinn go héifeachtach. Is é an toradh a bhíonn ar radaíocht UV-B ná feinitíopa dwarf planda, duilleoga beaga, tiubh, petiole gearr, brainsí méadaithe axillary, agus athruithe ar chóimheas fréimhe / choróin.
Léirigh torthaí imscrúduithe ar 16 shaothraí ríse ó 7 réigiún éagsúla sa tSín, an India, na hOileáin Fhilipíneacha, Neipeal, an Téalainn, Vítneam agus Srí Lanca sa cheaptha teasa gur tháinig méadú ar an mbithmhais iomlán mar thoradh ar UV-B a chur leis. Laghdaíodh go suntasach ar shaothraí (ní raibh ach ceann amháin acu, ó Srí Lanca), 12 shaothrán (a raibh 6 acu suntasach), agus iad siúd a bhfuil íogaireacht UV-B acu i limistéar duille agus méid tiller. Tá 6 shaothraí ann a bhfuil cion méadaithe clóraifill acu (sroicheann dhá cheann acu leibhéil shuntasacha); 5 shaothraí le ráta fótaisintéiseach duille laghdaithe go suntasach, agus 1 shaothr le méadú suntasach (tá a bithmhais iomlán suntasach freisin).
Tá an cóimheas idir UV-B/PAR ina chinntitheach tábhachtach maidir le freagairt plandaí ar UV-B. Mar shampla, bíonn tionchar ag UV-B agus PAR le chéile ar mhoirfeolaíocht agus ar tháirgeacht ola mint, a éilíonn leibhéil arda de sholas nádúrtha neamhscagtha.
Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil staidéir saotharlainne ar éifeachtaí UV-B, cé go bhfuil siad úsáideach chun fachtóirí trascríobh agus fachtóirí móilíneacha agus fiseolaíocha eile a aithint, mar gheall ar úsáid leibhéil UV-B níos airde, gan aon comhchéimneach UV-A agus PAR cúlra íseal go minic, an de ghnáth ní dhéantar torthaí a eachtarshuíomh go meicniúil isteach sa timpeallacht nádúrtha. De ghnáth úsáideann staidéir allamuigh lampaí UV chun scagairí a ardú nó a úsáid chun leibhéil UV-B a laghdú.