Nyali zisanu za monochromatic zomwe zimakhudza kukula kwa zomera

Kuwala ndiye maziko a chilengedwe pakukula ndi kukula kwa mbewu. Sikuti ndi gwero loyambira lamphamvu la photosynthesis, komanso limawongolera kukula ndi kukula kwa mbewu. Kukula ndi kukula kwa zomera sikungoletsedwa ndi kuchuluka kwa kuwala kapena mphamvu ya kuwala (photon flux density, photon flux density, PFD), komanso ndi khalidwe la kuwala, mwachitsanzo kutalika kwa kutalika kwa kuwala ndi cheza ndi maonekedwe ake osiyanasiyana.

Kuwala kwa dzuwa kumatha kugawidwa kukhala cheza cha ultraviolet (ultraviolet, UV

Zomera zimatha kuzindikira kusintha kosawoneka bwino kwa mtundu wa kuwala, kulimba kwa kuwala, kutalika kwa kuwala, ndi mayendedwe m'malo omwe akukula, ndikuyambitsa kusintha kwa thupi ndi kakhalidwe kofunikira kuti tipulumuke m'derali. Kuwala kwa buluu, kuwala kofiira ndi kuwala kofiira kwambiri kumathandiza kwambiri poyendetsa photomorphogenesis ya zomera. Ma Photoreceptors (phytochrome, Phy), cryptochrome (Kulira), ndi ma photoreceptors (phototropin, Photo) amalandira zizindikiro zowala ndikulimbikitsa kukula ndi chitukuko cha zomera kupyolera mu kusintha kwa chizindikiro.

Kuwala kwa monochromatic monga momwe kugwiritsidwira ntchito pano kukutanthauza kuwala kwamtundu wina wa kutalika kwa mafunde. Kutalika kwa mawonekedwe a kuwala komweko komwe kumagwiritsidwa ntchito poyesa kosiyanasiyana sikumagwirizana kwathunthu, ndipo nyali zina za monochromatic zomwe zimafanana ndi kutalika kwa mawonekedwe nthawi zambiri zimadutsana mosiyanasiyana, makamaka gwero la kuwala kwa LED lisanawonekere. Mwa njira iyi, mwachibadwa, padzakhala zotsatira zosiyana komanso zotsutsana.

Kuwala kofiyira (R) kumalepheretsa kutalika kwa internode, kumalimbikitsa nthambi zam'mbali ndi zolima, kuchedwetsa kusiyanitsa kwamaluwa, ndikuwonjezera ma anthocyanins, chlorophyll ndi carotenoids. Kuwala kofiira kungayambitse kuyenda kwabwino mu mizu ya Arabidopsis. Kuwala kofiyira kumakhudzanso kukana kwa mbewu ku ma biotic ndi ma abiotic.

Kuwala kofiyira kwambiri (FR) kumatha kuthana ndi kuwala kofiyira nthawi zambiri. Chiŵerengero chochepa cha R/FR chimapangitsa kuchepa kwa mphamvu ya photosynthetic ya nyemba za impso. Mu chipinda chokulirapo, nyali yoyera ya fulorosenti imagwiritsidwa ntchito ngati gwero lalikulu la kuwala, ndipo kuwala kofiira kwambiri (chiwongoladzanja cha 734 nm) kumaphatikizidwa ndi ma LED kuti achepetse anthocyanin, carotenoid ndi chlorophyll, ndi kulemera kwatsopano, kulemera kouma, kutalika kwa tsinde, kutalika kwa masamba ndi masamba amapangidwa. M'lifupi akuwonjezeka. Zotsatira za FR yowonjezera pakukula kungakhale chifukwa cha kuwonjezeka kwa kuyamwa kwa kuwala chifukwa cha kuchuluka kwa masamba. Arabidopsis thaliana yomwe idakula pansi pamikhalidwe yotsika ya R/FR inali yayikulu komanso yokhuthala kuposa yomwe idakula pansi pa R/FR yayikulu, yokhala ndi biomass yayikulu komanso kuzizira kwambiri. Magawo osiyanasiyana a R/FR amathanso kusintha kulolerana kwa mchere kwa zomera.

Nthawi zambiri, kukulitsa kagawo kakang'ono ka kuwala kwa buluu pakuwala koyera kumatha kufupikitsa ma internodes, kuchepetsa dera la masamba, kuchepetsa kuchuluka kwa kukula, ndikuwonjezera kuchuluka kwa nitrogen/carbon (N/C).

Kuphatikizika kwa ma chlorophyll ndi mapangidwe a chloroplast komanso ma chloroplast okhala ndi chiŵerengero chapamwamba cha chlorophyll a/b ndi milingo yochepa ya carotenoid imafuna kuwala kwa buluu. Kuwala kofiira, mphamvu ya photosynthetic ya maselo a algae inachepa pang'onopang'ono, ndipo mphamvu ya photosynthetic inachira mofulumira pambuyo poyatsa kuwala kwa buluu kapena kuwonjezera kuwala kwa buluu pansi pa kuwala kofiira kosalekeza. Pamene maselo a fodya omwe amakula mumdima adasamutsidwa ku kuwala kwa buluu kosalekeza kwa masiku atatu, chiwerengero chonse ndi chlorophyll zomwe zili mu rubulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) zinawonjezeka kwambiri. Mogwirizana ndi izi, kulemera kowuma kwa maselo mu voliyumu ya unit culture solution kumawonjezeka kwambiri, pamene kumawonjezeka pang'onopang'ono pansi pa kuwala kofiira kosalekeza.

Mwachiwonekere, kwa photosynthesis ndi kukula kwa zomera, kuwala kofiira kokha sikukwanira. Tirigu akhoza kumaliza moyo wake pansi pa gwero limodzi lofiira la LED, koma kuti apeze zomera zazitali ndi mbewu zambiri, kuwala koyenera koyenera kumayenera kuwonjezeredwa (Gulu 1). Zokolola za letesi, sipinachi ndi radish zomwe zimabzalidwa pansi pa kuwala kamodzi kofiira zinali zochepa kusiyana ndi zomera zomwe zimamera pansi pa kuphatikiza kofiira ndi buluu, pamene zokolola za zomera zomwe zimamera pansi pa zofiira ndi buluu ndi kuwala koyenera kwa buluu zinali zofanana ndi za zomera zomwe zimamera pansi pa nyali zozizira zoyera za fulorosenti. Momwemonso, Arabidopsis thaliana imatha kutulutsa mbewu pansi pa nyali imodzi yofiyira, koma imamera pakuphatikizidwa kwa kuwala kofiira ndi buluu pamene gawo la kuwala kwa buluu limachepa (10% mpaka 1%) poyerekeza ndi zomera zomwe zimamera pansi pa nyali zoyera zoyera. Zomera zolingirira, kuphuka kwa maluwa ndi zotsatira zidachedwetsedwa. Komabe, zokolola za mbewu za zomera zomwe zimamera pansi pa kuwala kofiira ndi buluu zomwe zimakhala ndi 10% kuwala kwa buluu zinali theka chabe la zomera zomwe zimabzalidwa pansi pa nyali zoyera za fulorosenti. Kuwala kochuluka kwa buluu kumalepheretsa kukula kwa mbewu, kufupikitsa ma internodes, kuchepa kwa nthambi, kuchepa kwa masamba, ndi kuchepa kwa kulemera konse kouma. Zomera zimakhala ndi kusiyana kwakukulu kwa mitundu pakufunika kwa kuwala kwa buluu.

Tiyenera kukumbukira kuti ngakhale maphunziro ena ogwiritsira ntchito mitundu yosiyanasiyana ya kuwala kwawonetsa kuti kusiyana kwa zomera ndi kukula kwa zomera kumagwirizana ndi kusiyana kwa kuwala kwa buluu m'mawonekedwe a buluu, mfundo zake zimakhala zovutabe chifukwa cha mapangidwe omwe si abuluu. kuwala komwe kumapangidwa ndi mitundu yosiyanasiyana ya nyali zomwe zimagwiritsidwa ntchito ndizosiyana. Mwachitsanzo, ngakhale kulemera kowuma kwa mbewu za soya ndi manyuchi zomwe zimamera pansi pa nyali yowala yofananayo komanso kuchuluka kwa photosynthetic pa tsamba lililonse ndikwambiri kuposa zomwe zimamera pansi pa nyali ya sodium yocheperako, zotsatira zake sizingakhale chifukwa cha kuwala kwa buluu nyali zotsika za sodium. Kupanda, ndikuwopa kuti kumagwirizananso ndi kuwala kwachikasu ndi kobiriwira pansi pa nyali yotsika kwambiri ya sodium ndi kuwala kofiira lalanje.

Kulemera kouma kwa mbande za phwetekere zomwe zimakula pansi pa kuwala koyera (zokhala ndi kuwala kofiira, buluu ndi zobiriwira) zinali zochepa kwambiri kusiyana ndi mbande zomwe zimakula pansi pa kuwala kofiira ndi buluu. Kuzindikira kwapadera kwa kulepheretsa kukula mu chikhalidwe cha minofu kunasonyeza kuti kuwala koopsa kwambiri kunali kuwala kobiriwira komwe kumakhala ndi nsonga ya 550 nm. Kutalika kwa mbewu, kulemera kwatsopano ndi kowuma kwa marigold omwe amakula pansi pa kuwala kobiriwira kunakwera ndi 30% mpaka 50% poyerekeza ndi zomera zomwe zimamera pansi pa kuwala kokwanira. Kuwala kodzaza ndi kuwala kobiriwira kumapangitsa kuti zomera zikhale zazifupi komanso zowuma, ndipo kulemera kwatsopano kumachepetsedwa. Kuchotsa kuwala kobiriwira kumalimbitsa maluwa a marigold, pamene kuwonjezera kuwala kobiriwira kumalepheretsa maluwa a Dianthus ndi letesi.

Komabe, palinso malipoti a kuwala kobiriwira komwe kumalimbikitsa kukula. Kim ndi al. adatsimikiza kuti kuwala kobiriwira kofiira (ma LED) kowonjezera kuwala kobiriwira kumapangitsa kuti kukula kwa mbewu kumalephereka ngati kuwala kobiriwira kupitilira 50%, pomwe kukula kwa mbewu kumachulukira pomwe chiyerekezo cha kuwala kobiriwira ndi kosakwana 24%. Ngakhale kulemera kowuma kwa kumtunda kwa letesi kumawonjezeka ndi kuwala kobiriwira komwe kumawonjezedwa ndi kuwala kobiriwira kwa fulorosenti pa kuwala kofiira ndi buluu komwe kumaperekedwa ndi LED, mfundo yakuti kuwonjezera kwa kuwala kobiriwira kumapangitsa kukula ndi kutulutsa zambiri. biomass kuposa kuwala koyera kozizira ndizovuta: (1) Kulemera kouma kwa biomass omwe amawona ndi kulemera kokha kwa gawo la pamwamba. Ngati kulemera kowuma kwa mizu ya pansi pa nthaka ikuphatikizidwa, zotsatira zake zingakhale zosiyana; (2) kumtunda kwa letesi wakula pansi pa nyali zofiira, zabuluu ndi zobiriwira Zomera zomwe zimamera kwambiri pansi pa nyali zoyera zoyera za fulorosenti zimakhala ndi kuwala kobiriwira (24%) zomwe zili mu nyali yamitundu itatu yocheperapo kuposa zotsatira zake. wa nyali yozizira yoyera ya fulorosenti (51%), ndiye kuti, kuyatsa kobiriwira kwa nyali yoyera yoyera ya fulorosenti ndi yayikulu kuposa mitundu itatuyo. Zotsatira za nyali; (3) Mtengo wa photosynthesis wa zomera zomwe zimamera pansi pa kuphatikizika kwa kuwala kofiira ndi buluu ndizokwera kwambiri kuposa za zomera zomwe zimamera pansi pa kuwala kobiriwira, kuchirikiza lingaliro lapitalo.

Komabe, kuchiza mbewu ndi laser wobiriwira kumatha kupanga radishes ndi kaloti kuwirikiza kawiri kuposa kuwongolera. Kuthamanga kobiriwira kobiriwira kumatha kufulumizitsa kutalika kwa mbande zomwe zikukula mumdima, ndiko kuti, kulimbikitsa kutalika kwa tsinde. Kuchiza mbande za Arabidopsis thaliana ndi kuwala kumodzi kobiriwira (525 nm ± 16 nm) kugunda (11.1 μmol·m-m-2 · s-1, 9 s) kuchokera ku gwero la LED kunapangitsa kuchepa kwa zolemba za plastid komanso kuwonjezeka kwa tsinde. mlingo.

Kutengera zaka 50 zapitazi za kafukufuku wa kafukufuku wa zomera za zomera, ntchito ya kuwala kobiriwira pakukula kwa zomera, maluwa, kutsegula kwa stomatal, kukula kwa tsinde, mawonekedwe a jini ya chloroplast ndi malamulo a kukula kwa zomera adakambidwa. Amakhulupirira kuti njira yowonera kuwala kobiriwira imagwirizana ndi masensa ofiira ndi a buluu. Kuwongolera kukula ndi chitukuko cha zomera. Dziwani kuti mukuwunikaku, kuwala kobiriwira (500 ~ 600nm) kwawonjezedwa kuti aphatikizepo gawo lachikasu la sipekitiramu (580 ~ 600nm).

Kuwala kwachikasu (580 ~ 600nm) kumalepheretsa kukula kwa letesi. Zotsatira za chlorophyll zomwe zili ndi kulemera kowuma kwamitundu yosiyanasiyana yofiira, yofiira kwambiri, yabuluu, ya ultraviolet ndi yachikasu motsatana imasonyeza kuti kuwala kwachikasu kokha (580 ~ 600nm) kungafotokoze kusiyana kwa kukula pakati pa nyali ya sodium yapamwamba ndi chitsulo halide. nyale. Ndiko kuti, kuwala kwachikasu kumalepheretsa kukula. Komanso, kuwala kwachikasu (pamwamba pa 595 nm) kunalepheretsa nkhaka kukula mwamphamvu kuposa kuwala kobiriwira (pamwamba pa 520 nm).

Mfundo zina zokhudzana ndi zotsatira zotsutsana za kuwala kwachikasu/zobiriwira zikhoza kukhala chifukwa cha kusagwirizana kwa kutalika kwa kuwala komwe kumagwiritsidwa ntchito m'maphunzirowa. Komanso, chifukwa ofufuza ena amaika kuwala kuchokera ku 500 mpaka 600 nm monga kuwala kobiriwira, pali mabuku ochepa okhudza zotsatira za kuwala kwachikasu (580-600 nm) pa kukula ndi kukula kwa zomera.

Ma radiation a ultraviolet amachepetsa malo a masamba a zomera, amalepheretsa kukula kwa hypocotyl, amachepetsa photosynthesis ndi zokolola, ndipo amachititsa kuti zomera zisawonongeke, koma zimatha kuyambitsa flavonoid synthesis ndi chitetezo. UV-B imatha kuchepetsa zomwe zili mu ascorbic acid ndi β-carotene, koma zimatha kulimbikitsa kaphatikizidwe ka anthocyanin. Ma radiation a UV-B amabweretsa chomera chaching'ono phenotype, masamba ang'onoang'ono, okhuthala, petiole lalifupi, nthambi za axillary, komanso kusintha kwa mizu / korona.

Zotsatira za kafukufuku pa cultivars 16 mpunga ku 7 zigawo zosiyanasiyana za China, India, Philippines, Nepal, Thailand, Vietnam ndi Sri Lanka mu wowonjezera kutentha anasonyeza kuti Kuwonjezera UV-B zinachititsa kuwonjezeka okwana zotsalira zazomera. Mitengo (imodzi yokha yomwe inafika pamtunda waukulu, kuchokera ku Sri Lanka), mitundu 12 (yomwe 6 inali yofunika kwambiri), ndi yomwe ili ndi mphamvu ya UV-B inachepetsedwa kwambiri m'dera la masamba ndi kukula kwa tiller. Pali cultivars 6 zokhala ndi chlorophyll zochulukira (2 zomwe zimafika pamlingo waukulu); Mitundu 5 yokhala ndi mitengo yocheperako ya photosynthetic ya masamba, ndi mtundu umodzi womwe umakhala wowongoka kwambiri (zomera zake zonse ndizofunikanso) kuwonjezeka).

Chiyerekezo cha UV-B/PAR ndichofunikira kwambiri pakuyankhidwa kwa mbewu ku UV-B. Mwachitsanzo, UV-B ndi PAR pamodzi zimakhudza morphology ndi mafuta a timbewu tonunkhira, zomwe zimafuna kuwala kwachilengedwe kosasefedwa.

Zindikirani kuti maphunziro a labotale a UV-B zotsatira, ngakhale ali othandiza pozindikira zinthu zolembedwa ndi zinthu zina zamamolekyu ndi thupi, zimachitika chifukwa chogwiritsa ntchito milingo ya UV-B yapamwamba, yopanda UV-A yolumikizana komanso nthawi zambiri yotsika PAR, zotsatira zambiri si umakaniko extrapolated mu chilengedwe. Maphunziro akumunda nthawi zambiri amagwiritsa ntchito nyali za UV kukweza kapena kugwiritsa ntchito zosefera kuti muchepetse milingo ya UV-B.