Свет в жизни растений доклад: Access to this page has been denied.

Свет в жизни комнатных растений презентация, доклад

Слайд 1
Текст слайда:

ПРЕЗЕНТАЦИЯ НА ТЕМУ:

СВЕТ
В ЖИЗНИ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ

Слайд 2
Текст слайда:

Всем нам известно что питанием для растения благодаря которому происходит рост растения в целом, а также увеличение лиственной массы, являются обычные органические соединения (углеводороды). Выработка которых происходит самим растением, в результате процесса фотосинтеза, из воды и двуокиси углерода. Но самое интересное то, что конечным продуктом фотосинтеза является необходимый всем живым организмам кислород.

Давайте разберемся, какую роль играет свет в жизни растения.
Именно за счет света или световой энергии, происходит процесс фотосинтеза, световую энергию растение поглощает через листья если быть точнее, то погло-

щение световой энергии происходит через ассимиляционный пигмент хлорофилл, который содержится в самих листьях растения.

Слайд 3
Текст слайда:

Интенсивность процесса фотосинтеза протекает в зависимости от:

1. Содержания двуокиси углерода;
2. Интенсивности света;
3. Окружающей температуры;
4. Обеспечения водой;

Общее количество света не единственное важное обстоятельство, помимо световой энер-гии существует еще и световой период, при котором растение имеет возможность бодрство-вать (при свете) и отдыхать (отсутствие света) время дня и ночи.

Слайд 4
Текст слайда:

С помощью регулирования продолжительности светового дня можно управлять стадиями роста, подобная практика относится не ко всем видам, а только к растениям длинного дня. Если рассмотреть например растения короткого дня, то у них продолжительность светового дня не должна быть выше определенного уровня, если пренебречь этим правилом можно нарушить протекание стадии цветения.

Также в природе существуют виды растений, которые относятся к нейтральным видам, в качестве примера приведу розы, у них скорость роста, высота, размер будущих цветов зависят от света, а продолжительность дня и ночи ни как не может повлиять на цветение, они своего рода авто цветущие.
Вывод:
1 Подбирайте светильник по подходящим характеристикам
2 Высаживайте один сорт культур, либо разные сорта, но схожие в потребностях питания и длительности светового дня
3 Если нет таймера, то приобретите его и программируйте время включения света и соответственно его выключение, то есть когда наступит утро или ночь решать только Вам!

Слайд 5
Текст слайда:

Сам свет по природе состоит из волн различной длинны, если быть точнее то свет – видимая нам частица спектра электромагнитных волн каждая из которых имеет характеризующую длину.
Человеческий глаз в состоянии воспринимать область электро-магнитного спектра, находящуюся в промежутке примерно от 400 до 700 нанометров (нм), чего не сказать о растениях.

Большинство комнатных растений светолюбивы и лучше всего рост и развитие их проходит при наличии полного освещения, еще они различаются теневыносливостью. Растения разделяются на три группы: светолюбивые, теневы-носливые и тени-индифферентные.

Слайд 6
Текст слайда:

Растение, как и любой другой живой организм, имеет свойство адаптации к различным изменениям в условиях. Но подобное свойство не одинаково так, же как неодинаковы виды культур, в связи с этим разные виды растений при изменениях в количестве света ведут себя по-разному.
Когда растение адаптируется к условиям недостатка света, облик его начинает изменяться, изменения выражаются в цвете листьев, они становятся темно-зеленого цвета, а также увеличиваются в размерах (удлиняются и сужаются линейные листья), стебель начи-

нает вытягиваться, теряя прочность. Производство продук-тов фотосинтеза для построения клеток снижается, в результате чего замедляется рост.
У довольно большого количества растения из-за недостатка света останавливает-ся процесс цветения.

Слайд 7
Текст слайда:

В случае избытка света частично разрушается хлорофилл, цвет листьев изменяется на желто-зеленый. При сильном свете рост также замедляется, выглядят приземисто, листья широкие и недостаточно удлиненные.

Избыточный свет вреден растениям бронзово-желтый окрас указывает на значительное превышения в освещенности. В этом случае нужно срочно принимать меры, в противном случае возникнет световой ожог.

Слайд 8
Текст слайда:

Как помочь растениям?
Ни частотой полива, ни его интенсивностью влаж-ность воздуха повысить невозможно. Опрыскивание помогает, пока растение не высохнет, то есть в течение 5–10 минут.
Можно подыскать для растения новое место – на другом окне или в другой комнате, на кухне, где влажность выше. Или просто отодвинуть на дальний край подоконника – подальше от батареи.

Слайд 9
Текст слайда:

Еще один вариант – декоративные плошки, например, со стеклянными шариками, заполненные водой, которые расставляют между растениями. Днища емкостей с цветами не должны быть погружены в воду.
Установите дополнительную подсветку для ваших растений.

Если это неудобно, поможет увлажнитель возду-ха. Или можно повысить влажность воздуха, поставив горшки с цветами на поднос, заполненный галькой, гра-вием, керамзитом, и время от времени подливая в него воду.
Можно поместить горшок в кашпо большего размера, промежуток заполнить торфом и поддерживать его во влажном состоянии.

Слайд 10
Текст слайда:

Помните, что даже в темном уголке вашего дома или квартиры можно создать благоприятные условия для растений.

Скачать презентацию

4. Свет как важнейший экологический фактор. Роль света в жизни растений, животных, человека.

Общая характеристика
солнечного света как экологического
фактор. Как
известно, солнечный
свет
представляет набор корпускулярных
частиц (протонов, нейтронов) и
электромагнитных волн, характеризуется
определенными физическими свойствами.
Большая часть загрязненных частиц
отклоняется магнито­сферой Земли, не
достигая поверхности, коротковолновые
солнечные излучения (рентгеновское
излучение), часть ультра­фиолетового
излучения поглощаются в верхних слоях
атмосферы. В итоге поверхности Земли
достигает часть длинноволно­вых
ультрафиолетовых, часть видимых и часть
инфракрасных лучей. Солнечный свет
является основным источником энер­гии
в биосфере – на его долю приходится
99,9% энергии от энергетического баланса
Земли. Благодаря солнечной энергии
происходит нагревание воздушных масс,
их перемещение в горизонтальном и
вертикальном направлении, происходит
испа­рение влаги, образование осадков,
происходит нагревание суши, воды,
возникает движение воды, происходит их
перемеще­ние (течение) и т.д. Солнечный
свет становится основным климатообразующим
фактором на планете. Кроме того, он
оказы­вает определенное
воздействие на живые системы:

1) активизирует
так называемые фотобиологические
процессы синтеза органических соединений,
у зеленых растений идет фотосинтез
– процесс образование органических
веществ из неорганических под действием
солнечного света.

2) солнечные лучи
регулируют биохимические процессы в
организме, рост и развитие организма.

3) такие солнечные
лучи влияют на поведение организма, у
растений – фототропизм, фототаксис –
у животных.

4) существует
абиогенное действие солнечного света,
когда погибают живые организмы
(ультрафиолетовые лучи вы­зывают
очищение организмов – их гибель).

Вся совокупность
солнечных лучей достигает поверхности
Земли. Рассматривается как световой
климат, на него влияют многие факторы
– высота Солнца над горизонтом, сезоны
года, широта местности, климат,
интенсивность атмосфер­ного воздуха
и многие другие факторы. При прохождении
Солнца на уровне горизонта солнечные
лучи представлены только двумя спектрами
– видимыми (25-28%) и инфракрасными (72%).
При угле падения солнечных лучей в 60°
возрастает коли­чество видимых лучей
(44%), ультрафиолетовые лучи составляют
3% на долю инфракрасных приходится 53%,
когда Солнце находится в зените доля
ультрафиолетовых лучей увеличивается
до 4%, видимые – 46%, а инфракрасные – 50%.
При загряз­нении атмосферного воздуха
пылью, дымами, газом, солнечная активность
может ослабляться на 50%, облачная туманная
погода уменьшает суммарное солнечное
излучение на 45-50%. Солнечные лучи
характеризуются различными физическими
свойствами, т.е. разной проникающей
способностью энергий, в связи с чем они
по-разному влияют на живые организмы.

Биологическое
действие ультрафиолетовых лучей.
Ультрафиолетовые
лучи в
небольших количествах достигают
поверхности планеты, по физическим
свойствам они не­однородны и
подразделяются на 3 группы:

1) ультрафиолетовые
УФ-А-лучи
имеют длину волны 320-400 нм.

2) УФ-В- лучи
– 250-320 нм.

3) УФ-С-лучи
100-280 нм (коротковолновые).

Длина волны прямо
пропорциональна энергии. С-лучи обладают
наибольшей энергией. Они не достигают
поверхности Земли, т.к. их энергия
расходуется в верхних слоях атмосферы
(стратосфере) на фотодиссоциацию молекул
кислорода с по­следующим образованием
озона: О2→20,
О2+О→О3.
Озон способствует образованию озонового
экрана. Их эффект биологи­чески
особенный. С-лучи оказывают негативное
губительное влияние на живые организмы,
вызывая гибель живых существ, поднимающихся
выше озонового экрана, УФ-А- и В-лучи
проникают к поверхности Земли: А-лучи
составляют большую часть потока. В
умеренных широтах А-98%, В-2% от потока
УФ-излучения. Эти лучи обладают как
выраженным абиоген­ным, так и биогенным
действием. Биогенное действие выражается
общестимулирующим, пигментообразующим
и витамино­синтезирующим действиями
этих лучей. Влияние УФ-лучей на организм
человека связано с появлением эрители
– покрас­нение кожи, которое образуется
через 2-8 часов в диапазоне В-лучей после
воздействия лучей.

УФ-доза
– это минимальное количество УФ, которое
вызывает на незагорелой коже человека
едва заметное покраснение. Для каждого
человека доза индивидуальна. От количества
полученных биодоз зависит биологический
эффект действия УФ-лучей.

Общестимулирующее
влияние
УФ-лучей связано с активизацией белкового
метаболизма, что проявляется в увеличении
содержания в организме общего и
аминокислотного азота, уровня альбуминов
и гамма-глобулинов в стимуляции костного
мозга, что приводит к повышению гемоглобина
в активизации ферментов тканевого
дыхания, в повышением рези­стентности
организма, к инфекциям, к токсичным и
канцерогенным веществам к устойчивости
организма к ионизирующим излучениям.
Малые дозы УФ-лучей активизируют процессы
в коре головного мозга, повышают
умственную работоспособ­ность,
эффективность отдыха и т.д. Кроме того,
они оказывают стимулирующее действие
на регенерацию клеток кожи, бла­годаря
чему происходит быстрое заживание ран.
УФ-лучи ослабляют болевую чувствительность
кожных рецепторов.

Пигментообразующая
функция,
ослабляет действие кожи, проявляется
в синтезе в клетках нижнего слоя
эпидермиса – пигмента меланина,
мигрирующего в клетки кожи. Меланин
накапливается в клетках кожи, защищает
организм от перегрева от инфракрасных
лучей. Побочным эффектом от загарного
и общестимулирующего действия является
утолщение кожи (ги­перплазия).

Витаминообразующее
действие
проявляется в том, что УФ-лучи вызывают
фотоизомеризацию некоторых производных
холестерина с последующим синтезом
витамина Д (Д1, Д2, Д3, Д4) – регулирует
обмен кальция в организме. Больше всего
витамина Д образуется в клетках кожи
спины и рук, а меньше всего в коже стоп.

При увеличении
суммарной эритемной дозы до 5 и более
биодоз у человека наблюдаются различные
неблагоприятные эффекты, угнетение
синтеза ДНК, торможение функций ЦНС,
гипертрофия клеток надпочечников,
нарушение обмена вита­минов, липидов,
выраженный лей­коцитоз, сухость кожи,
появление морщин, в образовании пигментных
пятен на коже, в развитии фотоаклерий,
фотодермато­зов, в развитии добро- и
злокачественных опухолей, развивается
меланома кожи. УФ-лучи также вызывают
катаракту.

Биологическое
действие видимых лучей.
Видимые
лучи Солнца
имеют длину 400-760 нм. Это излучение создает
освещенность на поверхности планеты
40 тыс. люкс, Луна создает в полнолуние
1 тыс. люкс. Видимый свет оказывает общее
биологическое действие в организме
человека, животных, растений. Имеются
особые вещества фотосинсибелизаторы,
которые активизируются благодаря
энергии види­мых лучей – зрительные
пигменты, в крови – гематопорфирин, у
растений – хлорофилл, каратиноиды и
фикобелины. Види­мый свет оказывает
влияние на рост и развитие организмов,
на формирование их внешнего облика
жизненной формы. У жи­вотных
активизируются процессы возбуждения
нервной системы, смене периода сна и
бодрствования (определенных био­ритмов),
способствует повышению жизненного
тонуса. У человека дополнительно
оказывает благоприятное влияние на
пси­хоэмоциональную сферу. Для растений
видимый свет является жизненно-важным
фактором, т.к. именно его энергия
преоб­разуется растениями в энергию
химических связей органических веществ.
Для человека и животных свет – источник
инфор­мации об окружающем мире. Для
человека важным является источник
освещенности, т.к. от него зависит
познавательная деятельность, умственная
и физическая работоспособность, суточные
ритмы. При сокращении длины светового
дня нередко у людей может наблюдаться
синдром сезонного расстройства,
выраженном в упадке сил, эмоциональной
депрессии, повы­шенной сонливости,
повышенном аппетите, повышенной
раздражительности. Чаще всего происходит
в осенне-зимний пе­риод.

Для того, чтобы
избавить человека от негативных
последствий необходимо увеличивать
продолжительность освеще­ния улиц и
помещения, использовать яркие цвета в
интерьере. Различные цвета по-разному
влияют на организм на человека. Фиолетовый
и синий угнетают нервную систему
человека и психоэмоциональную сферу,
голубой успокаивает, зеленый –
индифферентный (безразличный), ярко-желтый
– раздражает, красный – возбуждает
нервную систему. В пограничных об­ластях
видимые лучи обладают действием либо
ультрафиолетовых лучей, либо инфракрасных
лучей.

Биологическое
действие инфракрасных лучей.
Инфракрасные
лучи имеют длину волны 760-3000 нм.
Остальные длинноволновые лучи поглощаются
атмосферой ИК-лучи, составляют большую
часть солнечного спектра. Они вызывают
так называемый тепловой эффект, т.е.
усиливают коле­бательные движения
атомов и молекул. ИК-лучи вызывают
нагревание атмосферного воздуха почвы,
в одной поверхности в конечном итоге
создавая разнообразие климатических
зон и погодных условий. Инфракрасное
излучение влияет на жизне­деятельность
растений и животных и на организм
человека. Например, наиболее короткое
инфракрасное излучение 760-1000 нм протекает
сквозь ткани человека, в том числе через
кости черепа на глубину до 5 см. Излучение
с большей длиной оказы­вает поверхностное
действие.

При локальном
действии на ткани ИК-лучи ускоряют
биохимические реакции, ферментативные
и имунно-биохимические процессы, рост
клеток, расширение тканей, активизирует
кровоток, под действием ИК-лучей в
клетках кожи образуются биологически
активные вещества, которые вместе с
нервные импульсами, активизируют
состояние всего орга­низма повышается
тонус вегетативной нервной системы,
возникает противовоспалительное и
болеутоляющее действие, что в свою
очередь изменяются в физиотерапии.
Избыток ИК-излучения приводит к
перегреванию организма у человека может
развиться солнечный удар (тахикардия,
систологическое давление и другие
симптомы).

Экологические
группы по отношению и условию освещенности.
Выделяются
три группы растений:

1) гелиофиты
(светолюбивые), которые произрастают
на открытых участках (адонис, пролеска,
тюльпан).

2) сциофиты
(тенелюбивые) – живут в затенении
(купена, чина, фиалка).

3) факульативные
гелиофиты
(теневыносливые) – растут и на открытых
и затененных территориях (одуванчик,
ле­щина, ель).

Световой
режим любого местообитания определяется
интенсив­ностью прямого и рассеянного
света, количеством света (годовой
суммарной радиацией), его спектральным
составом, а также альбедо – отражательной
способностью поверх­ности, на которую
падает свет.

Перечисленные
элементы светового режима очень
переменчивы и зависят от географического
положения, высоты над уровнем моря, от
рельефа, состояния атмосферы, характера
земной по­верхности, растительности,
от времени суток, сезона года, солнеч­ной
активности и глобальных изменений в
атмосфере.

У
растений возникают различные
морфологические и физио­логические
адаптации к световому режиму местообитаний.

По требованию к
условиям освещения принято делить
расте­ния на следующие экологические
группы:

1)
светолюбивые
(световые), или гелиофиты,
– растения от­крытых, постоянно хорошо
освещаемых местообитаний;

2)
тенелюбивые
(теневые), или сциофиты,
– растения нижних
ярусов
тенистых лесов, пещер и глубоководные
расте­ния; они плохо переносят сильное
освещение прямыми солнечными лучами;

3)
теневыносливые,
или факультативные гелиофиты,
– могут переносить большее или меньшее
затенение, но хорошо растут и на свету;
они легче других растений перестраиваются
под влия­нием изменяющихся условий
освещения.

Можно
отметить некоторые общие приспособительные
анато­мические, морфологические,
биохимические и физиологические
особенности, свойственные растениям
каждой экологической группы. Рассмотрим,
например, световые адаптации гелиофитов
и сциофитов. Свет затормаживает рост,
поэтому гелиофиты часто имеют побеги
с укороченными междоузлиями, сильно
ветвящиеся, не­редко розеточные.
Листья гелиофитов обычно мелкие или с
рас­сеченной листовой пластинкой, с
толстой наружной стенкой клеток
эпидермиса и с толстой кутикулой, нередко
с восковым налетом или густым опушением,
с большим числом устьиц на единицу
площади, нередко погруженных, с густой
сетью жилок (соответст­венно большой
их площадью), с хорошо развитыми
механиче­скими тканями или с запасающей
воду паренхимой. Листья часто
фо­тометричные, т. е. повернутые ребром
к полуденным лучам (или могут менять
положение листочков сложного листа или
сегментов простого рассеченного листа
в зависимости от высоты стояния Солнца).
Так, например, у степного растения
со­форы листочки непарно-перистосложного
листа в жаркий день подняты вверх и
сложены, у василька русского так же
ведут себя сегмен­ты перисторассеченного
листа.

Оптический
аппарат гелиофитов развит лучше, чем у
сциофитов, имеет большую фотоактивную
поверхность и при­способлен к более
полному поглощению света. Обычно у них
лист толще, клетки эпидермиса и мезофилла
мельче, палисад­ная паренхима
двух-многослойная (у некоторых саванновых
растений Западной Африки – до 10 слоев),
нередко развита под верхним и нижним
эпидермисом. Мелкие хлоропласты с хорошо
развитой гранальной структурой в большом
числе (до 200 и больше) расположены вдоль
продольных стенок.

Хлорофилла
на сухую массу в листьях гелиофитов
приходится меньше, но зато в них содержится
больше пигментов I
пигмент­ной системы и хлорофилла
П700.
Отношение хлорофилла а
к
хло­рофиллу Ъ
равно
примерно 5:1. Отсюда – высокая
фотосинте­тическая способность
гелиофитов. Компенсационная точка лежит
в области более высокой освещенности.
Интен­сивность фотосин­теза достигает
максимума при полном солнечном освещении.
У особой группы растений – гелиофитов,
у которых фиксация СО2
идет путем С-4-дикарбоновых кислот,
световое насыщение фотосинтеза не
достигается даже при са­мой сильной
освешенности. Это растения из засушливых
областей (пустынь, саванн), при­надлежащие
к 13 семействам цвет­ковых растений.
Особенно много С-4-растений среди
семейств мятликовых, осоковых, аизовых
портулаковых, амарантовых, маревых,
гвоздичных, молочайных. Они способны к
вторичной фиксации и реутилизации С02,
осво­бождающегося при световом
дыхании, и могут фотосинтезировать при
высоких температурах и при закрытых
усть­ицах, что часто наблюдается в
жаркие часы дня.

Обычно
С-4-растения отличаются высокой
продуктивностью, особенно сахарный
тростник и кукуруза.

Сциофиты
– это растения, постоянно находящиеся
в условиях сильного затенения. При
освещенности 0,1-0,2% могут расти только
мхи и селягинеллы Плауны довольствуются
0,25-0,5% полного дневного света, а цветковые
растения встреча­ются обыч­но там,
где освещенность в пасмурные дни
достигает не меньше 0,5-1% (бегонии,
недотрога, травы из семейств имбирные,
ма­реновые, коммелиновые)

В
северных широколиственных и темнохвойных
лесах полог сомкнутого древостоя может
пропускать всего 1-2% ФАР, изме­няя ее
спектральный состав. Сильнее всего
поглощаются синие и красные лучи, и
пропускается относительно больше
желто-зеленых лучей, дальних красных и
инфракрасных Слабая освещен­ность
сочетается с повышенной влажно­стью
воздуха и повышен­ным содержанием в
нем С02,
особенно у поверхности почвы. Сциофиты
этих лесов – зеленые мхи, плауны, кислица
обыкно­венная, грушанки, майник
двулистный и др.

Побеги
у сциофитов, как правило, более вытянутые,
чем у гелиофитов,- листья располагаются
горизонтально, нередко хо­рошо выражена
листовая мозаика. Листья темно-зеленые,
более крупные и тонкие, с мезоморфной
структурой. Клетки эпидерми­са крупнее,
но с более тонкими наружными стенками
и гонкой кутикулой, часто содержат
хлоропласты. Клетки ме­зофилла крупнее,
палисадная паренхима однослойная или
имеет нетипичное строение и состоит не
из цилиндрических, а из трапециевидных
клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем
у листьев гелиофитов, число устьиц на
единицу площади меньше. Хлоропласты
круп­ные, но число их в клетках невелико.

У
сциофитов по сравнению с гелиофитами
меньше сухого ве­щества в листьях.
Меньше также хлорофилла П7(,о
Отно­шение хлорофилла а
к
Хлорофиллу b
равно
примерно 3,2. У сциофитов больше воды в
теле, ниже концентрация клеточного сока
с мень­шей интенсивностью протекают
у них такие физиологические процессы,
как транспирация, дыхание Интенсив­ность
фотосин­теза, быстро достигнув
максимума, перестает возрастать при
усиле­нии освещенности, а на очень
ярком свету может даже понизиться

У
лиственных теневыносливых древесных
пород и кустарни­ков (дуба черешчатого,
липы сердцевидной, сирени обык­новен­ной
и др.) листья, расположенные по периферии
кроны, имеют структуру, сходную со
структурой листьев гелиофитов, и
назы­ваются световыми, а в глубине
кроны – теневые листья с тене­вой
структурой, сходной со структурой
листьев сциофи­тов.

Факультативные
гелиофиты, или теневыносливые растения,
в зависимости от степени теневыносливости
имеют при­способитель­ные особенности,
сближающие их то с гелиофитами, то со
сциофитами. К этой группе можно отнести
некоторые луговые рас­тения, лесные
травы и кустарники, растущие и в затененных
участках леса, и на лесных полянах,
опушках, вы­рубках. На осветленных
местах они разрастаются часто сильнее,
однако оп­тимальное использование
ФАР у них происходит не при полном
солнечном освещении.

Фотосинтетический
аппарат может перестраиваться при
из­менении светового режима Так,
листья кукурузы нижнего яру­са, попадая
в условия затенения при сильном
разрастании лис­тьев среднего и
верхнего ярусов, становятся теневыми.
У дре­весных и кустарниковых пород
теневая или световая структура листа
часто определяется условиями освещения
преды­дущего го­да, когда закладываются
почки: если закладка почек идет на свету,
то формируется световая структура, и
наоборот.

Если в одном и том
же местообитании закономерно периоди­чески
изменяется световой режим, растения в
разные се­зоны мо­гут проявлять
себя то, как светолюбивые то, как
теневыносливые.

Весной
в дубравах под полог леса проникает
50-60% солнеч­ной радиации. Листья
розеточыых побегов сныти обыкно­венной
имеют световую структуру и отличаются
высокой интенсивностью фотосинтеза. В
это время они Создают основную часть
органиче­ского вещества годичной
продукции. Листья хныти летней гене­рации,
появляющиеся при развитом древесном
пологе, под кото­рый проникает в
среднем 3,5% солнечной радиации, имеют
типичную теневую структуру, и интенсивность
фотосинтеза их зна­чительно ниже.
Так, в дубравах Белгородской области
весной интенсивность фотосинтеза у
сныти 100-120
,
а летом всего лишь 5-15.
Подобную двойственность в требовании
к
свету проявляет и осока во­лосистая,
светолюбивая весной и теневыносливая
летом. По-видимому, это свойственно и
другим растениям дубравного широкотравья.

Отношение к
световому режиму меняется у растений
и в онто­генезе. Проростки и ювенильные
растения многих луго­вых видов и
древесных пород более теневыносливы,
чем взрослые особи.

Иногда
у растений меняются требования к
световому режиму, когда они оказываются
в иных климатических и эдафи­ческих
ус­ловиях. Так, обычные теневыносливые
растения хвойного леса – черника,
седмичник европейский и некоторые
другие – в тундре приобретают особенности
гелиофитов.

Наиболее
общая адаптация растений к максимальному
исполь­зованию ФАР – пространственная
ориентация листьев. При вер­тикальном
расположении листьев, как, например, у
многих зла­ков и осок, солнечный свет
полнее поглощается в ут­ренние и
вечерние часы – при более низком стоянии
солнца. При горизон­тальной ориентации
листьев полнее используются лучи
полуден­ного солнца. При диффузном
расположении листьев в разных плоскостях
солнечная радиация в течение дня
утилизируется наиболее полно. Обычно
при этом листья нижнего яруса на побе­ге
отклонены горизонтально, среднего –
на­правлены косо вверх, а верхние
располагаются почти вертикально.

Считают,
что кукуруза является одной из самых
высокопродук­тивных сельскохозяйственных
культур потому, что на­ряду с вы­соким
КПД фотосинтеза у нее наблюдается
диффузное расположе­ние листьев, при
котором полнее поглощается ФАР.

На
севере, где высота стояния солнца меньше,
встречается больше растений с вертикальным
расположением листьев, а на юге – с
горизонтальным. Для получения большей
биомассы вы­годны такие посевы и
насаждения, в которых сочетаются
расте­ния с разной пространственной
ориентацией листьев, причем в верхнем
ярусе лучше иметь растения с вертикальным
располо­жением листьев, которые,
полнее используя свет при низком стоянии
солнца, не препятствуют прохождению
полу­денных лу­чей света к расположенным
в нижнем ярусе листьям с горизон­тальной
ориентацией.

Спектр света как детерминант функционирования растений: историческая перспектива

1. Пристли Дж. XIX. Наблюдения за различными видами воздуха. Филос. Транс. Р. Соц. Лонд. 1772; 62: 147–264. [Google Scholar]

2. Ингенхауз Дж. Эксперименты с овощами: обнаружение их великой способности очищать обычный воздух при солнечном свете и повреждать его в тени и ночью. К которому присоединяется новый метод проверки точной степени чистоты атмосферы. Элмсли, П. и Пейн, Х .; Лондон, Великобритания: 1779 г.. [Google Scholar]

3. Говинджи Крогманн Д. Открытия оксигенного фотосинтеза (1727–2003): перспектива. В: Говинджи Битти Дж. Т., Гест Х., Аллен Дж. Ф., редакторы. Открытия в фотосинтезе. Спрингер; Дордрехт, Нидерланды: 2005. стр. 63–105. [Google Scholar]

4. Daubeny C.G.B. О действии света на растения и растений на атмосферу. Филос. Транс. Р. Соц. Лонд. 1836; 126: 149–175. [Google Scholar]

5. Senebier J. Expériences sur L’action de la Lumière Solaire Dans la Végétation. Бард, Магнит и Компания; Женева, Швейцария: 1788 г. [Google Scholar]

6. Хант Р. XLVIII. Опыты и наблюдения над светом, пронизавшим цветные среды, и над химическим действием солнечного спектра. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1840; 16: 267–275. doi: 10.1080/14786444008650041. [CrossRef] [Google Scholar]

7. Gardner D.P.I. О действии желтого света на зеленый цвет и индиго на движения растений. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1844; 24:1–15. doi: 10.1080/14786444408644790. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

8. Прингшейм М. В.И. О действии света и функции хлорофилла в растениях. Дж. Нат. История 1880; 5: 62–74. doi: 10.1080/00222938009459381. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Дрейпер Дж.В. ХХV. Заметка о разложении углекислоты листьями растений под действием желтого света. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1844; 25: 169–173. doi: 10.1080/14786444408644963. [CrossRef] [Google Scholar]

10. Дрейпер Дж.В. XXI. О разложении углекислого газа и щелочных карбонатов при свете солнца; и по титонотипу. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1843; 23: 161–176. doi: 10.1080/14786444308644712. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

11. Пфеффер В. Die Wirkung Farbigen Lichtes Auf Die Zersetzung der Kohlens{ä}ure in Pflanzen: Habilitationsschrift. Вильгельм Энгельманн; Лейпциг, Германия: 1871. [Google Scholar]

12. Von Mayer R. Die Organische Bewegung in Ihrem Zusammenhange Mit dem Stoffwechsel: Ein Beitrag zur Naturkunde. Verlag der C. Drechsler ҆schen Buchhandlung; Heilbronn, Germany: 1845. [Google Scholar]

13. Tyndall J. Тепло как способ движения: курс из двенадцати лекций, прочитанных в Королевском институте Великобритании в сезон 1862 года. Longman, Green, Longman , Робертс и Грин; Лондон, Великобритания: 1863 г. [Google Scholar]

14. Кирхгоф П., Бунзен П. IX. Химический анализ по спектральным наблюдениям. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1860; 20:88–109. doi: 10.1080/14786446008642913. [CrossRef] [Google Scholar]

15. Стоукс Г.Г. XXXIV. О применении оптических свойств тел к обнаружению и различению органических веществ. Дж. Хим. соц. 1864; 17: 304–318. doi: 10.1039/JS8641700304. [CrossRef] [Google Scholar]

16. Стоукс Г.Г. II. О предполагаемой идентичности биливердина с хлорофиллом, с замечаниями о строении хлорофилла. проц. Р. Соц. Лонд. 1864; 13: 144–145. [Академия Google]

17. Тимирязев С.А. Recherches sur la décomposition de l’acide carbonique dans le spectre solaire par les party vertes des vegetaux. Анна. Чим. физ. сер. 1877; 12: 355–396. [Google Scholar]

18. Тимирязев С.А. Кроунская лекция. Космическая функция зеленого растения. проц. Р. Соц. Лонд. 1904; 72: 424–461. [Google Scholar]

19. Бём Й.А. Beiträge zur näheren Kenntniss des Chlorophylls. Сиц. Кайс Акад. Висс. Мат. Нац. Кл. 1856;Бд. XXII: 479–498. [Академия Google]

20. Frank B. Über lichtwärts sich bewegende Chlorophyllkörner. Бот. Зтг. 1871; 29:209. [Google Scholar]

21. Катаока Х. Густав Сенн (1875–1945): пионер исследования движения хлоропластов. Дж. Интегр. биол. растений 2015;57:4–13. doi: 10.1111/jipb.12311. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

22. Сенн Г. Die Gestalts-Und Lagever{ä}nderung der Pflanzen-Chromatophoren: Mit Einer Beilage: Die Lichtbrechung der Lebenden Pflanzenzelle. Верлаг фон Вильгельм Энгельманн; Лейпциг, Германия: 1908. [Google Scholar]

23. Вада М. Хлоропластное движение. Растениевод. 2013; 210:177–182. doi: 10.1016/j.plantsci.2013.05.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

24. Батлер В.Л., Норрис К.Х., Сигельман Х.В., Хендрикс С.Б. Обнаружение, определение и предварительная очистка пигмента, контролирующего фотореактивное развитие растений. проц. Натл. акад. науч. США. 1959; 45:1703. doi: 10.1073/pnas.45.12.1703. [Статья PMC бесплатно] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

25. Borthwick H.A., Hendricks S.B., Parker M.W., Toole E.H., Toole V.K. Обратимая фотореакция, контролирующая прорастание семян. проц. Натл. акад. науч. США. 1952;38:662. doi: 10.1073/pnas.38.8.662. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

26. Engelmann T.W. Фарбе и ассимиляция. Бот. Зтг. 1883; 41: 1–13. [Google Scholar]

27. Haxo F.T., Blinks L.R. Спектры фотосинтетического действия морских водорослей. J. Gen. Physiol. 1950; 33: 389–422. doi: 10.1085/jgp.33.4.389. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

28. Chen S.L. Спектр действия фотохимического выделения кислорода изолированными хлоропластами. Завод Физиол. 1952;27:35. doi: 10.1104/стр.27.1.35. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

29. Nishio J.N. Почему высшие растения зеленые? Эволюция фотосинтетического пигментного комплемента высших растений. Окружающая среда растительной клетки. 2000; 23: 539–548. doi: 10.1046/j.1365-3040.2000.00563.x. [CrossRef] [Google Scholar]

30. Rabideau G.S., French C.S., Holt A.S. Спектры поглощения и отражения листьев, суспензий хлоропластов и фрагментов хлоропластов, измеренные на сфере Ульбрихта. Являюсь. Дж. Бот. 1946:769–777. doi: 10.1002/j.1537-2197.1946.tb12939.x. [CrossRef] [Google Scholar]

31. Мосс Р.А., Лумис В.Е. Спектры поглощения листьев. I. Видимый спектр. Завод Физиол. 1952; 27:370. doi: 10.1104/стр.27.2.370. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

32. Штамм HH. Непрозрачность клеток и активность пигментов хлоропластов в фотосинтезе. Наука. 1950; 112: 161–164. doi: 10.1126/science.112.2902.161. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

33. Штамм HH Функции и свойства пигментов хлоропластов. В: Франк Дж., Лумис В.Е., редакторы. Фотосинтез у растений. Издательство государственного колледжа Айовы; Эймс, Айова, США: 1949. С. 133–178. [Google Scholar]

34. Jeje A., Zimmermann M. Анизотропия мезофилла и места захвата CO 2 в листьях Vicia faba L. при низкой интенсивности света. Дж. Эксп. Бот. 1983; 34: 1676–1694. doi: 10.1093/jxb/34.12.1676. [CrossRef] [Google Scholar]

35. Nishio J.N., Sun J., Vogelmann T.C. Градиенты фиксации углерода на листьях шпината не следуют градиентам внутреннего света. Растительная клетка. 1993; 5: 953–961. doi: 10.2307/3869663. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

36. Терашима И., Саеки Т. Новая модель фотосинтеза листьев, включающая градиенты освещенности и фотосинтетические свойства хлоропластов листа. Анна. Бот. 1985; 56: 489–499. doi: 10.1093/oxfordjournals.aob.a087034. [CrossRef] [Google Scholar]

37. Vogelmann T.C. , Bornman J.F., Josserand S. Фотосинтетические градиенты света и спектральный режим в листьях Medicago sativa. Филос. Транс. Р. Соц. Лонд. Б биол. науч. 1989; 323: 411–421. [Академия Google]

38. Цуй М., Фогельманн Т.С., Смит В.К. Хлорофилл и световые градиенты на солнце и в тени листьев Spinacia oleracea. Окружающая среда растительной клетки. 1991; 14: 493–500. doi: 10.1111/j.1365-3040.1991.tb01519.x. [CrossRef] [Google Scholar]

39. Терашима И., Фуджита Т., Иноуэ Т., Чоу В.С., Огучи Р. Зеленый свет более эффективно стимулирует фотосинтез листьев, чем красный свет при ярком белом свете: новый взгляд на загадочный вопрос, почему листья зеленые. Физиология клеток растений. 2009; 50: 684–697. дои: 10.1093/pcp/pcp034. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

40. Чен М., Шлип М., Уиллоус Р.Д., Цай З.-Л., Нейлан Б.А., Шеер Х. Хлорофилл с красным смещением. Наука. 2010; 329:1318–1319. doi: 10.1126/science.1191127. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

41. Карапетян Н. В., Шлоддер Э., ван Гронделл Р., Деккер Дж.П. Длинноволновые хлорофиллы фотосистемы I. В: Голбек Дж.Х., редактор. Фотосистема И. Спрингера; Дордрехт, Нидерланды: 2006. стр. 177–192. [Академия Google]

42. Коно М., Кавагути Х., Мидзусава Н., Ямори В., Судзуки Ю., Терашима И. Дальний красный свет ускоряет фотосинтез в слабоосвещенных фазах флуктуирующего света. Физиология клеток растений. 2019;61:192–202. doi: 10.1093/pcp/pcz191. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

43. Zhu X.-G., Ort D.R., Whitmarsh J., Long S.P. Медленная обратимость диссипации тепловой энергии фотосистемы II при переходе от сильного к слабому освещению может вызывать большие потери. в накоплении углерода кронами сельскохозяйственных культур: теоретический анализ. Дж. Эксп. Бот. 2004; 55: 1167–1175. дои: 10.1093/jxb/erh241. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

44. Хаупт В. Фототаксис у растений. В: Bourne GH, Danielli JF, редакторы. Международный обзор цитологии. Том 19. Академическая пресса; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Лондон, Великобритания: 1966. стр. 267–299. [PubMed] [Google Scholar]

45. Бабушкин Л.Н. Спектр фототактического действия хлоропластов. Докл. акад. наук СССР. 1955; 103: 333–335. [Google Scholar]

46. Zurzycki J. Спектр действия светозависимых движений хлоропластов в Lemna trisulca L. Acta Soc. Бот. пол. 1962; 31: 489–538. doi: 10.5586/asbp.1962.036. [CrossRef] [Google Scholar]

47. Zurzycki J. Свойства и локализация фоторецептора, активного при смещении хлоропластов у Funaria hygrometrica. I. Спектр действия. Акта Соц. Бот. пол. 1967; 36: 133–142. doi: 10.5586/asbp.1967.012. [CrossRef] [Google Scholar]

48. Леховски З. Спектр действия при транслокации хлоропластов в многослойных клетках листа. Акта Соц. Бот. пол. 1973;42:461–472. doi: 10.5586/asbp.1973.036. [CrossRef] [Google Scholar]

49. Seitz K. Wirkungsspektren fur die Starklichtb-ewegung der Chloroplasten, die Photodinese und die lichtabhangige Viskositatsanderung bei Vallisneria Spiralis ssp. торт. Z. Pflanzenphysiol. 1967; 56: 246–261. [Google Scholar]

50. Бок Г., Хаупт В. Die Chloroplastendrehung bei Mougeotia: III. Die Frage der Lokalisierung des Hellrot-Dunkelrot-Pigmentsystems in der Zelle. Планта. 1961; 57: 518–530. дои: 10.1007/BF01937686. [CrossRef] [Google Scholar]

51. Fischer-Arnold G. Untersuchungen über die Chloroplastenbewegung beiVaucheria sessilis. Протоплазма. 1963; 56: 495–520. doi: 10.1007/BF01252099. [CrossRef] [Google Scholar]

52. Galston A.W., Baker R.S. Исследования по физиологии действия света. II. Фотодинамическое действие рибофлавина. Являюсь. Дж. Бот. 1949: 773–780. doi: 10.1002/j.1537-2197.1949.tb05333.x. [CrossRef] [Google Scholar]

53. Хаупт В. Роль света в движении хлоропластов. Бионаука. 1973;23:289–296. дои: 10.2307/1296437. [CrossRef] [Google Scholar]

54. Zurzycki J. Внутриклеточные движения, вызванные синим светом. В: Сенгер Х., редактор. Синдром синего света. Труды в области наук о жизни. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 1980. стр. 50–68. [Google Scholar]

55. Huala E., Oeller P.W., Liscum E., Han I.-S., Larsen E., Briggs W.R. Arabidopsis NPh2: протеинкиназа с предполагаемым окислительно-восстановительным доменом. Наука. 1997; 278:2120–2123. doi: 10.1126/science.278.5346.2120. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

56. Hermanowicz P., Banas A.K., Sztatelman O., Gabrys H., Łabuz J.M. УФ-В индуцирует движение хлоропластов фототропин-зависимым образом. Фронт. Растениевод. 2019;10:1279. doi: 10.3389/fpls.2019.01279. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

57. Suetsugu N., Wada M. Движение фотоперемещения хлоропластов. В: Санделиус А.С., Аронссон Х., редакторы. Монографии клеток растений. Хлоропласт. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 2009. стр. 235–266. [Академия Google]

58. Stahl E. Über den Einfluß von Richtung und Stärke der Beleuchtung auf einige Bewegungserscheinungen im Pflanzenreich. Бот. Зтг. 1880; 38: 297–413. [Google Scholar]

59. Schanderl H. , Kaempfert W. Über die Strahlungsdurchlässigkeit von Blättern und Blattgeweben. З. Висс. биол. Abt. Э Планта. 1933; 18: 700–750. doi: 10.1007/BF01912649. [CrossRef] [Google Scholar]

60. Zurzycki J. Расположение хлоропластов как фактор фотосинтеза. Акта Соц. Бот. пол. 1955; 24: 27–63. doi: 10.5586/asbp.1955.003. [CrossRef] [Google Scholar]

61. Касахара М., Кагава Т., Ойкава К., Суэцугу Н., Мияо М., Вада М. Избегающее движение хлоропластов снижает фотоповреждение растений. Природа. 2002; 420:829–832. doi: 10.1038/nature01213. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

62. Pfündel E.E., Latouche G., Meister A., ​​Cerovic Z.G. Связь перемещения хлоропластов с различной реакцией фотосинтеза на синее и красное излучение в акклиматизированных листьях Arabidopsis thaliana при слабом и сильном освещении (Л.) Фотосинтез. Рез. 2018; 137:105–128. doi: 10.1007/s11120-018-0482-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

63. Хига Т., Вада М. Избегающее движение хлоропластов не работает у растений, выращенных под сильным солнечным светом. Окружающая среда растительной клетки. 2016; 39: 871–882. doi: 10.1111/pce.12681. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

64. Гото Э., Суэцугу Н., Ямори В., Ишишита К., Киябу Р., Фукуда М., Хига Т., Ширучи Б., Вада М. Хлоропласт Реакция накопления усиливает фотосинтез листьев и производство биомассы растений. Завод Физиол. 2018;178:1358–1369. doi: 10.1104/стр.18.00484. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

65. Howard M.M., Bae A., Königer M. Важность движения хлоропластов, нефотохимического тушения и скоростей переноса электронов в световой акклиматизации и толерантности к яркому свету у арабидопсиса талийского. Являюсь. Дж. Бот. 2019;106:1444–1453. doi: 10.1002/ajb2.1378. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

66. Park Y.-I., Chow W.S., Anderson J.M. Движение хлоропластов в тени растений Tradescantia albiflora помогает защитить фотосистему II от светового стресса. Завод Физиол. 1996;111:867–875. doi: 10.1104/стр.111.3.867. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

67. Птушенко В.В., Птушенко О.С., Самойлова О.П., Соловченко А.Е. Исключительное снижение захвата света у двух видов традесканций, вызванное облучением: неожиданная связь с листом архитектура и фотозащита, опосредованная зеаксантином. биол. Завод. 2016;60:385–393. doi: 10.1007/s10535-016-0593-7. [CrossRef] [Google Scholar]

68. Davis P.A., Caylor S., Whippo C.W., Hangarter R.P. Изменения оптических свойств листа, связанные со светозависимыми движениями хлоропластов. Окружающая среда растительной клетки. 2011;34:2047–2059. doi: 10.1111/j.1365-3040.2011.02402.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

69. Königer M., Bollinger N. Движение хлоропластов сильно различается у разных видов и не коррелирует с переносимостью сильного светового стресса. Планта. 2012; 236:411–426. doi: 10.1007/s00425-012-1619-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

70. Davis P.A., Hangarter R.P. Движение хлоропластов обеспечивает фотозащиту растений путем перераспределения повреждений PSII в листьях. Фотосинтез. Рез. 2012; 112:153–161. doi: 10.1007/s11120-012-9755-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

71. Птушенко О.С., Птушенко В.В. Влияние фотоиндуцированного перемещения хлоропластов на защиту от фотоповреждений листьев Tradescantia fluminensis. В: Аллахвердиев С., Найдов И., ред. Материалы 10-й Международной встречи «Фотосинтез и исследования водородной энергетики для устойчивого развития — 2019»; Петербург, Россия. 23–28 июня 2019 г.; Санкт-Петербург, Россия: Ботанический институт им. Комарова; 2019. с. 138. [Google Академия]

72. Калмацкая О.А., Караваев В.А., Тихонов А.Н. Медленная индукция флуоресценции хлорофилла, возбуждаемой синим и красным светом, в листьях Tradescantia, акклиматизированных к сильному и слабому свету. Фотосинтез. Рез. 2019; 142: 265–282. doi: 10.1007/s11120-019-00663-4. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

73. Sarvikas P., Hakala M., Pätsikkä E., Tyystjärvi T., Tyystjärvi E. Спектр действия фотоингибирования в листьях дикого типа и npq1-2 и npq4-1 мутанты Arabidopsis thaliana. Физиология клеток растений. 2006;47:391–400. doi: 10.1093/pcp/pcj006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

74. Ислам М.С., Ван Нгуен Т., Сакамото В., Такаги С. Зависимое от фототропина и фотосинтеза позиционирование митохондрий в клетках мезофилла Arabidopsis thaliana. Дж. Интегр. биол. растений 2020 г.: 10.1111/jipb.12910. под давлением. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

75. Фаминцин А.С. Die Wirkung des Lichtes Wachsen der keimenden Kresse. Мемуары L ҆Academie Imperiale Des Sciences De St.-Petersbourg, VII Серия. 1865; 15:1–19. [Google Scholar]

76. Барта Д.Дж., Тиббиттс Т.В., Була Р.Дж., Морроу Р.К. Оценка характеристик светодиодов для космического растительного источника облучения. Доп. Космический рез. 1992; 12: 141–149. doi: 10.1016/0273-1177(92)

-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

77. Була Р.Дж., Морроу Р.К., Тиббиттс Т.В., Барта Д.Дж., Игнатиус Р.В., Мартин Т.С. Светодиоды как источник излучения для растений. HortScience. 1991; 26: 203–205. doi: 10.21273/HORTSCI.26.2.203. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

78. Олле М., Виршиле А. Влияние светодиодного освещения на рост и качество тепличных растений. Агр. Пищевая наука. 2013;22:223–234. doi: 10.23986/afsci.7897. [CrossRef] [Google Scholar]

79. Теннессен Д.Дж., Сингсаас Э.Л., Шарки Т.Д. Светодиоды как источник света для исследований фотосинтеза. Фотосинтез. Рез. 1994; 39: 85–92. doi: 10.1007/BF00027146. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

80. McCree K.J. Спектр действия, поглощение и квантовый выход фотосинтеза у сельскохозяйственных растений. Агр. метеорол. 1972;9:191–216. doi: 10.1016/0002-1571(71)

-7. [CrossRef] [Google Scholar]

81. Коуп К.Р., Сноуден М.С., Багби Б. Фотобиологические взаимодействия синего света и фотосинтетического потока фотонов: эффекты монохроматических и широкоспектральных источников света. Фотохим. Фотобиол. 2014;90:574–584. doi: 10.1111/php.12233. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

82. Hoenecke M. E., Bula R.J., Tibbits T.W. Важность уровней синего фотона для проростков салата, выращенных под красными светодиодами. HortScience. 1992;27:427–430. doi: 10.21273/HORTSCI.27.5.427. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

83. Самуолене Г., Сиртаутас Р., Бразайтите А., Сакалаускайте Ю., Сакалаускене С., Духовскис П. Воздействие красного и синего светодиодного освещения на редьку физиологические показатели. цент. Евро. Дж. Биол. 2011; 6: 821–828. doi: 10.2478/s11535-011-0059-z. [CrossRef] [Google Scholar]

84. Гоинс Г.Д., Йорио Н.К., Санво М.М., Браун К.С. Фотоморфогенез, фотосинтез и урожай семян растений пшеницы, выращенных под красными светодиодами (LED) с дополнительным синим освещением и без него. Дж. Эксп. Бот. 1997;48:1407–1413. doi: 10.1093/jxb/48.7.1407. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

85. Heo J., Lee C., Chakrabarty D., Paek K. Реакция роста растений бархатцев и шалфея на воздействие монохромного или смешанного излучения, создаваемого светоизлучающим Диод (LED) Регулятор роста растений. 2002; 38: 225–230. doi: 10.1023/A:1021523832488. [CrossRef] [Google Scholar]

86. Hogewoning S.W., Trouwborst G., Maljaars H., Poorter H., van Ieperen W., Harbinson J. Доза-реакция синего света на фотосинтез листьев, морфология и химический состав Cucumis sativus, выращенных при различных сочетаниях красного и синего света. Дж. Эксп. Бот. 2010;61:3107–3117. дои: 10.1093/jxb/erq132. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

87. Кобаяши М., Какизоно Т., Нишио Н., Нагаи С. Влияние интенсивности света, качества света и цикла освещения на образование астаксантина в зеленая водоросль Haematococcus pluvialis. Дж. Фермент. биоинж. 1992; 74: 61–63. doi: 10.1016/0922-338X(92)

-U. [CrossRef] [Google Scholar]

88. Суйоно Э.А., Прадани Л., Муаватун У., Хабиба Р.Н., Рохма Э.Ф. Комбинация синего, красного, белого и ультрафиолетового света для увеличения каротиноидов и биомассы микроводоросли Haematococcus pluvialis. Procedia Окружающая среда. науч. 2015;28:399–405. doi: 10.1016/j.proenv.2015.07.049. [CrossRef] [Google Scholar]

89. McGee D., Archer L., Fleming G.T.A., Gillespie E., Touzet N. Влияние спектральной интенсивности и качества светодиодного освещения на фотоакклиматизацию, распределение углерода и ценные пигменты у микроводорослей . Фотосинтез. Рез. 2020; 143: 67–80. doi: 10.1007/s11120-019-00686-x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

90. Ахмад М., Кэшмор А.Р. Ген HY4 A. thaliana кодирует белок с характеристиками фоторецептора синего света. Природа. 1993;366:162–166. doi: 10.1038/366162a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

91. Deininger W., Kröger P., Hegemann U., Lottspeich F., Hegemann P. Хламирродопсин представляет собой новый тип сенсорных фоторецепторов. EMBO J. 1995; 14: 5849–5858. doi: 10.1002/j.1460-2075.1995.tb00273.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

92. Кагава Т., Сакаи Т., Суэцугу Н., Ойкава К., Исигуро С., Като Т., Табата С., Окада К. , Wada M. Arabidopsis NPL1: гомолог фототропина, контролирующий реакцию избегания яркого света хлоропластами. Наука. 2001;291:2138–2141. doi: 10.1126/science.291.5511.2138. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

93. Jarillo J.A., Gabrys H., Capel J., Alonso J.M., Ecker J.R., Cashmore A.R. Родственный фототропину NPL1 контролирует перемещение хлоропластов, вызванное синим светом. Природа. 2001; 410:952–954. doi: 10.1038/35073622. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

94. Kami C., Lorrain S., Hornitschek P., Fankhauser C. Рост и развитие растений, регулируемых светом. В: Timmermans MCP, редактор. Актуальные темы биологии развития. Том 91. Академическая пресса; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: 2010. стр. 29–66. [PubMed] [Google Scholar]

95. Петрутсос Д., Токутсу Р., Маруяма С., Флори С., Грейнер А., Магнески Л., Кусант Л., Коттке Т., Миттаг М., Хегеманн П. , и другие. Фоторецептор синего света обеспечивает обратную регуляцию фотосинтеза. Природа. 2016; 537: 563–566. doi: 10.1038/nature19358. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

96. Nozue K., Kanegae T., Imaizumi T., Fukuda S. , Okamoto H., Yeh K.-C., Lagarias JC, Wada M. Фитохром из папоротник Adiantum с признаками предполагаемого фоторецептора NPh2. проц. Натл. акад. науч. США. 1998;95:15826–15830. doi: 10.1073/pnas.95.26.15826. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

97. Гомельский М., Клуг Г. BLUF: новый домен, связывающий FAD, участвующий в сенсорной трансдукции у микроорганизмов. Тенденции биохим. науч. 2002; 27: 497–500. doi: 10.1016/S0968-0004(02)02181-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

98. Такахаси Ф., Ямагата Д., Исикава М., Фукамацу Ю., Огура Ю., Касахара М., Киёсуэ Т., Кикуяма М., Вада М., Kataoka H. Aureochrome, фоторецептор, необходимый для фотоморфогенеза у страменопилов. проц. Натл. акад. науч. США. 2007;104:19625–19630. doi: 10.1073/pnas.0707692104. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

99. Wu D., Hu Q., Yan Z., Chen W., Yan C., Huang X., Zhang J., Yang P. , Дэн Х., Ван Дж. и др. Структурные основы восприятия ультрафиолета-В с помощью UVR8. Природа. 2012; 484: 214–219. [PubMed] [Google Scholar]

100. Головацкая И.Ф., Карначук Р.А. Роль зеленого света в физиологической деятельности растений. Русь. J. Физиол растений. 2015; 62: 727–740. doi: 10.1134/S1021443715060084. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

101. Лин С., Ахмад М., Гордон Д., Кэшмор А.Р. Экспрессия гена криптохрома Arabidopsis в трансгенном табаке приводит к повышенной чувствительности к синему, УФ-А и зеленому свету. проц. Натл. акад. науч. США. 1995; 92:8423–8427. doi: 10.1073/pnas.92.18.8423. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Криптохром как датчик сине-зеленого соотношения естественной радиации у арабидопсиса. Завод Физиол. 2010; 154:401–409. doi: 10.1104/стр.110.160820. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

103. Птушенко В.В., Аверчева О.В., Басарская Е.М., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., Жигалова Т.В. Возможные причины снижения роста пекинской капусты при комбинированный узкополосный красный и синий свет по сравнению с освещением натриевой лампой высокого давления. науч. Хортик. 2015; 194: 267–277. doi: 10.1016/j.scienta.2015.08.021. [CrossRef] [Google Scholar]

104. Бланкеншип Р.Э., Тиеде Д.М., Барбер Дж., Брудвиг Г.В., Флеминг Г., Гирарди М., Ганнер М.Р., Юнге В., Крамер Д.М., Мелис А. и др. Сравнение фотосинтетической и фотоэлектрической эффективности и выявление потенциала для улучшения. Наука. 2011; 332:805–809. doi: 10.1126/science.1200165. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

105. Orr D.J., Pereira A.M., da Fonseca Pereira P., Pereira-Lima ÍA., Zsögön A., Araújo W.L. Инженерный фотосинтез: достижения и перспективы. F1000Исследование. 2017; 6:1–11. doi: 10.12688/f1000research.12181.1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

106. Gu J., Zhou Z., Li Z., Chen Y., Wang Z., Zhang H. Rice ( Oryza sativa L. ) с пониженным содержанием хлорофилла демонстрируют более высокую скорость и эффективность фотосинтеза, улучшенное распределение света в кроне и более высокую урожайность, чем растения с нормальной пигментацией. Полевой урожай. Рез. 2017;200:58–70. doi: 10.1016/j.fcr.2016.10.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

107. Кирст Х., Габилли С.Т., Нийоги К.К., Лемо П.Г., Мелис А. Разработка фотосинтетических антенн для повышения урожайности. Планта. 2017; 245:1009–1020. doi: 10.1007/s00425-017-2659-y. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

108. Hart J.E., Sullivan S., Hermanowicz P., Petersen J., Diaz-Ramos L.A., Hoey D.J., Łabuz J., Christie J.M. Разработка фототропинового фотоцикла улучшает работу фоторецепторов и производство растительной биомассы. проц. Натл. акад. науч. США. 2019;116:12550–12557. doi: 10.1073/pnas.15116. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

109. Kromdijk J., Głowacka K., Leonelli L., Gabilly S.T., Iwai M., Niyogi K.K., Long S.P. Повышение фотосинтеза и урожайности сельскохозяйственных культур за счет ускорения восстановления после фотозащиты. Наука. 2016; 354: 857–861. doi: 10.1126/science.aai8878. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

110. Кондрашов А.С. Сравнительная геномика и эволюционная биология. Курс. мнение Жене. Дев. 1999; 9: 624–629. doi: 10.1016/S0959-437X(99)00027-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

111. Kiang N.Y., Siefert J., Blankenship R.E. Спектральные признаки фотосинтеза. I. Обзор земных организмов. Астробиология. 2007; 7: 222–251. doi: 10.1089/ast.2006.0105. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

112. Yorio N.C., Goins G.D., Kagie HR, Wheeler RM, Sager J.C. Улучшение роста шпината, редьки и салата под воздействием красных светодиодов (LED) с добавлением синего света. HortScience. 2001; 36: 380–383. doi: 10.21273/HORTSCI.36.2.380. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

113. Fan X., Zang J., Xu Z., Guo S., Jiao X., Liu X., Gao Y. Влияние разного качества света на рост, концентрацию хлорофилла и предшественников биосинтеза хлорофилла неголовных китайцев капуста ( Brassica campestris L. ) Acta Physiol. Завод. 2013;35:2721–2726. doi: 10.1007/s11738-013-1304-z. [CrossRef] [Google Scholar]

114. Shin K.S., Murthy H.N., Heo J.W., Hahn E.J., Paek K.Y. Влияние качества света на рост и развитие культивируемых in vitro растений Doritaenopsis. Акта Физиол. Завод. 2008;30:339–343. doi: 10.1007/s11738-007-0128-0. [CrossRef] [Google Scholar]

115. Lee S.-H., Tewari R.K., Hahn E.-J., Paek K.-Y. Плотность потока фотонов и качество света вызывают изменения в росте, развитии устьиц, фотосинтезе и транспирации Withania somnifera (L.) Dunal. проростки. Культ органов растительных клеток. 2007; 90: 141–151. doi: 10.1007/s11240-006-9191-2. [CrossRef] [Google Scholar]

116. Сын К.-Х., О М.-М. Форма листьев, рост и антиоксидантные фенольные соединения двух сортов салата, выращенных при различных сочетаниях синих и красных светодиодов. HortScience. 2013;48:988–995. doi: 10.21273/HORTSCI.48.8.988. [CrossRef] [Google Scholar]

117. Li H., Tang C., Xu Z., Liu X., Han X. Влияние различных источников света на рост некочанной пекинской капусты ( Brassica campestris L. ) J. Agric. науч. 2012; 4:262. doi: 10.5539/jas.v4n4p262. [CrossRef] [Google Scholar]

118. Браун С.С., Шургер А.С., Сагер Дж.С. Рост и фотоморфогенез растений перца под красными светодиодами с дополнительным синим или дальним красным освещением. Варенье. соц. Хортик. науч. 1995;120:808–813. doi: 10.21273/JASHS.120.5.808. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

119. Аверчева О.В., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Жигалова Т.В., Погосян С.И., Смолянина С.О. Рост и фотосинтез растений пекинской капусты, выращенных под источником света на основе светодиодов. Русь. J. Физиол растений. 2009; 56:14–21. doi: 10.1134/S102144370

38. [CrossRef] [Google Scholar]

От редакции: Реакция растений на темноту. Сценарий

Введение

Свет — один из важнейших абиотических факторов, необходимый для оптимального роста и развития растений (Hua, 2013). Благодаря ритмичной смене световых и темных фаз на Земле в живом организме выработались циркадные часы для синхронизации внутренних регуляторных процессов (Lu et al. , 2017). Хотя большинство научных данных относится к световой фазе жизни растений, важность темной фазы также очень значительна (Ballaré, 2014). Цель этой темы исследования состояла в том, чтобы получить представление о новых выводах/мнениях, чтобы улучшить понимание реакции растений на темноту. Тема включает оригинальные исследовательские и обзорные статьи, сгруппированные по четырем категориям.

Прорастание, рост и развитие в темноте

Как правило, жизнь растения начинается в темноте, когда в почве начинается прорастание. В этих условиях скотоморфогенез или этиолированный рост характеризуется удлинением гипокотилей, образованием апикальных крючков и прижатыми семядолями (Gommers and Monte, 2018).

Ровира и др. идентифицировали MISREGULATED IN DARK9 (MIDA9) как репрессированный в темноте ген, взаимодействующий с фитохромом (PIF), который необходим для развития крючков. МИДА9кодирует фосфатазу типа 2C PP2C.D1, которая негативно регулирует опосредованное SMALL AUXIN UP RNA (SAUR) удлинение клеток. Авторы обнаружили, что PP2C.D1 требуется сразу после прорастания для образования крючка. Основываясь на генетическом анализе семейства PP2C.D, они описали роль PP2C.D2, PP2C.D5 и PP2C.D1. Кроме того, они предположили возможное взаимодействие PP2C.D1 с этиленом при образовании крючков в темноте.

Другие процессы роста и развития растений в темноте были рассмотрены Deepika et al. В статье обобщены темновые изменения в регуляции растительными гормонами сигнального комплекса CONSTITUTUTIVE PHOTOMORPHOGENIC/DE-ETIOLATED/FUSCA (COP/DET/FUS ) и PIF, которые влияют на события развития растений, такие как развитие крючков, удлинение гипокотилей, фотопериодическое цветение, укорочение корней и развитие пластид.

Индуцированное темнотой старение и физиология созревания

Недостаток света, вызванный затенением листьев, приводит к быстрому старению (Liebsch and Keech, 2016). Обзор Paluch-Lubawa et al. обсудили эффекты темнового старения листьев (DILS) у ячменя. Они сосредоточились на важности хлоропластов, роли Rubisco, морфологических изменениях, транскриптомных различиях и аутофагии при DILS. Они определили два этапа программы DILS: прекращение фотосинтеза, сопровождающееся потерей хлорофилла и распадом хлоропластов, за которым следует терминальная фаза, отмеченная инициацией гибели клеток и аутофагии.

Созревание плодов и развитие семян в значительной степени зависят от света и активного фотосинтеза. Фарси и др. исследовали влияние темноты на рост капсул Nicotiana tabacum в течение всего периода после цветения. Они обнаружили, что этиолированные коробочки показали снижение скорости фотосинтеза, но их семена имели увеличенную массу и объем, изменение содержания гиббереллинов и абсцизовой кислоты и уменьшенный период покоя по сравнению с непокрытыми растениями, демонстрирующими влияние темноты на физиологию плодов.

Физиология старения и созревания, индуцированного темнотой

Колебания температуры между днем ​​и ночью влияют на рост растений и взаимодействуют с временным отставанием от светового цикла. Влияние временной задержки на циркадный ритм и рост исследовали Масуда и др. . Во-первых, был измерен ритм гена часов CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATION 1 (CCA1), и было показано, что он модулируется временной задержкой при нагревании каждый день, но не охлаждает. Рост проростков также зависел от времени задержки нагревания, но не от цикла охлаждения. Эти результаты обеспечивают метод оценки соответствующей комбинации циклов свет-темнота и температуры.

Однако рост проростков опосредован регуляцией фитогормонов в зависимости от дневной и ночной температуры. Охтака и др. обнаружили, что положительная обработка DIF (разница дневной и ночной температуры) и более высокие температуры способствуют удлинению стебля. Это сопровождалось активацией генов синтеза гиббереллина и индол-3-уксусной кислоты. Отрицательный DIF ингибировал удлинение стебля, что сопровождалось подавлением генов синтеза гиббереллина и индол-3-уксусной кислоты. Таким образом, обработка DIF может использоваться как эффективный метод в декоративном садоводстве.

Влияние суточной амплитуды температуры на фотосинтез/дыхание и рост менее изучено для культур C4. Суной и др. определили влияние оптимальной (27°C) и высокой (35°C) средней температуры с тремя различными амплитудами (2, 10 и 18°C) на сорго. При сравнении высоких средних дневных и ночных температур с оптимальными значениями растворимые сахара, крахмал, площадь листьев и биомасса снижались, а ночное дыхание увеличивалось, но фотосинтез не менялся. Это показало важность понимания механизмов темновой фазы, особенно влияния температуры на ночное дыхание.

Понимание регуляции водного гомеостаза и устьичной регуляции имеет большое значение в условиях глобального потепления. Цинь и др. продемонстрировали, как тень и засуха влияют на остаточную проводимость листьев ( г рез ) у видов дуба. Кроме того, также определяли роль ночной проводимости ( g n ) и ее связь с g res . Авторы показали, что у близкородственных видов действие радиации и засухи было интерактивным в случае г res , что положительно коррелирует с содержанием неструктурных углеводов в листьях и отрицательно с содержанием азота в листьях.

Стресс из-за ночного переохлаждения вызывает серьезное снижение урожайности во многих районах возделывания по всему миру. Ву и др. исследовали влияние экзогенного кальция на ослабление ингибирования фотосинтеза, вызванного ночным охлаждением, у арахиса. Они обнаружили, что внесение кальция в листву усиливало рост растений и облегчало ночное ограничение фотосинтеза, зависящее от охлаждения, путем облегчения циклического потока электронов и уменьшения протонного градиента через тилакоидные мембраны.

Защитные реакции растений в темноте

Защитные реакции растений против патогенов в основном хорошо изучены, но влияние темновых сигналов изучено меньше. Обзор Iqbal et al. обсудили влияние темноты/света на взаимодействие растений и патогенов, сосредоточив внимание на роли активных форм кислорода, фитогормонов и факторов транскрипции.

Эта тема исследования охватывает современные знания о реакциях растений на темноту. Авторы подробно рассказали о влиянии темноты на рост и развитие, а также о защитных реакциях растений. Эти результаты могут помочь не только ученым-растениям, но и селекционерам, а также открыть новые перспективы в исследованиях реакции растений на темноту.

Авторские вклады

PP, AÖ, CL и MK: написание — обзор и редактирование. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Ballaré, C.L. (2014). Световая регуляция защиты растений. год. Rev. Биология растений . 65, 335–363. doi: 10.1146/annurev-arplant-050213-040145

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гоммерс, К.М., и Монте, Э. (2018). Посадка рассады: регулируемый диммером процесс между темной и световой сигнализацией. Завод физиол. 176, 1061–1074. doi: 10.1104/pp.17.01460

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Хуа, Дж.