Влияние качества света LED на фотосинтез и метаболизм углерода у винограда
Исследование, опубликованное в Horticulture Research в августе 2023 года, изучило, как разные монохроматические света (синий, красный, зеленый) влияют на рост, фотосинтез и распределение углерода у проростков винограда.
Физиологические и биохимические ответы
- Рост: Под зеленым и красным светом длина стебля увеличивалась одинаково, тогда как синий свет не оказывал значительного эффекта. Площадь листьев оставалась в основном неизменной при всех световых режимах.
- Хлорофилл и фотосинтез: Синий свет увеличивал содержание хлорофилла (SPAD) в листьях среднего яруса, а зеленый — снижал. Красный свет усиливал чистую скорость фотосинтеза (Pn) в верхних листьях.
- Газообмен: Синий свет значительно повышал максимальную скорость фотосинтеза (Pnmax), устьичную проводимость и скорость транспирации, не влияя на эффективность использования воды (WUE). Зеленый свет снижал Pnmax и значительно уменьшал WUE. Красный свет оказывал незначительное влияние.
- Распределение биомассы и углеводов: Синий свет подавлял избыточный рост и увеличивал удельную массу листа на 38.29%. Красный свет повышал сухую массу стебля на 53.60%, содержание крахмала в листе на 53.63% и содержание сахарозы в стебле на 230%.
Молекулярные механизмы
Транскриптомный анализ выявил, что разные качества света запускают специфические генетические ответы в листьях, стеблях и корнях. Паттерны экспрессии генов, связанных с фотосинтезом, световой сигнализацией и метаболизмом углерода, существенно различались. Гены VvCOP1, VvHY5, VvHYH и VvELIP могут играть важную роль в сигналинге от побега к корню.
Корреляционный анализ связал ключевые гены с физиологическими признаками. Например, гены VvpsbS, VvHYH и VvALDA1 показали сильную корреляцию со скоростью фотосинтеза и удельной массой листа, указывая на их роль в реакции на качество света.
Вывод: Исследование подчеркивает сложность ответов растения на свет и потенциал целенаправленных световых обработок для оптимизации роста и качества виноградной лозы.