Влияние спектрального состава и интенсивности света на развитие микрорастений Solanum tuberosum L.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследуется влияние на развитие микрорастений картофеля (Solanum tuberosum L.) сорта Рэд Скарлетт монохроматического света красного, зеленого и синего диапазонов спектра с различным уровнем интенсивности облучения (30–1400 мкмоль/с · м2). Наибольшие значения параметров высоты и массы растений наблюдались у образцов, культивированных при красном свете, а наименьшие – в группах с освещением синим светом. Синий свет ограничивал рост стебля и больше способствовал образованию крупных листьев. Морфометрические показатели растений, выращенных при зеленом свете, были выше, чем культивированных при синем, однако меньше значений образцов из секций с красным светом. Оптимальными для развития микрорастений картофеля были интенсивности освещения: при СС и ЗС – 500–600 мкмоль/с · м2, при КС – 800–1000 мкмоль/с · м2.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Юрий Николаевич Кульчин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kulchin@iacp.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-8750-4775

академик РАН, доктор физико-математических наук

Россия, Владивосток

Ирина Викторовна Гафицкая

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН

Email: gafitskaya@biosoil.ru
ORCID iD: 0000-0002-3100-8668

ведущий инженер

Россия, Владивосток

Ольга Валериевна Наконечная

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН

Email: markelova@biosoil.ru
ORCID iD: 0000-0002-9825-277X

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Сергей Олегович Кожанов

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: kozhanov_57@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2629-3521

младший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Александр Сергеевич Холин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: a_kholin@dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-9751-5136

научный сотрудник

Россия, Владивосток

Евгений Петрович Субботин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: s.e.p@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-8658-3504

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Наталья Ивановна Субботина

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: sale789@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0945-3877

младший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Villavicencio G.E., Gámez V.A.J., Arellano M.A., Almeida H.J., Fernández J. Micropropagation in four potato genotypes and selection on vitro plants size as a survival ex vitro establishment // ActaHortic. 2007. Vol. 748. P. 223–227. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.748.30.
  2. Rocha P.S.G., de Oliveira R.P., Scivittaro W.B. New light sources for in vitro potato micropropagation // Biosci. J. 2015. Vol. 31. P. 1312–1318. doi: 10.14393/BJ-v31n5a2015-26601.
  3. Pundir R.K., Pathak A., Upadhyaya D.C., Muthusamy A., Upadhyaya C.P. Red and Blue Light-Emitting Diodes Significantly Improve Tuberization of Potato (L.) // J. Hort. Res. 2021. Vol. 29. P. 95–108. https://doi.org/10.2478/johr-2021-0010.
  4. Jiang L., Wang Z., Jin G., Lu D., Li X. Responses of Favorita Potato Plantlets Cultured in Vitro under Fluorescent and Light-Emitting Diode (LED) Light Sources // Am. J. Potato Res. 2019. Vol. 96. P. 396–402. https://doi.org/10.1007/s12230-019-09725-8.
  5. Chen Li-li, Zhang Kai, Gong Xiao-chen, Wang Hao-ying, Gao You-hui, Wang Xi-quan, Zeng Zhao-hai, Hu Yue-gao. Effects of different LEDs light spectrum on the growth, leaf anatomy, and chloroplast ultrastructure of potato plantlets in vitro and minituber production after transplanting in the greenhouse // J. Integr. Agric. 2020. Vol. 19, N1. P. 108–119. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(19)62633-X.
  6. Grishchenko O.V., Subbotin E.P., Gafitskaya I.V., Vereshchagina Y.V., Burkovskaya E.V., Khrolenko Y.A., Grigorchuk V.P., Nakonechnaya O.V., Bulgakov V.P., Kulchin Y.N. Growth of micropropagated Solanum tuberosum L. plantlets under artificial solar spectrum and different mono- and polychromatic LED lights // Hortic. Plant J. 2022. Vol. 8. N2. P. 205–214. https://doi.org/10.1016/j.hpj.2021.04.007.
  7. Гафицкая И.В., Наконечная О.В., Грищенко О.В., Журавлев Ю.Н., Субботин Е.П., Кульчин Ю.Н. Интенсивность света как регулятор роста растений картофеля при микроклонировании // Актуальные проблемы картофелеводства: фундаментальные и прикладные аспекты: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 10–13 апреля 2018 г. / отв. ред. М.В. Ефимова. Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2018. С. 210–211.
  8. Kulchin Y.N., Nakonechnaya O.V., Gafitskaya I.V., Grishchenko O.V., Epifanova T.Y., Orlovskaya I.Y., Zhuravlev Y.N., Subbotin E.P. Plant Morphogenesis under Different Light Intensity // Defect Diffus. 2018. Vol. 386. P. 201–206. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ddf.386.201.
  9. Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures // Physiol. Plant. 1962. Vol. 15, N3. P. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x.
  10. Гафицкая И.В., Наконечная О.В., Журавлев Ю.Н., Субботин Е.П., Кульчин Ю.Н. Перспективы использования светодиодного излучения при культивировании in vitro растений-регенерантов картофеля // Перспективы фитобиотехнологии для улучшения качества жизни на Севере: сб. материалов III Научно-практической конференции с международным участием и Научной школы по клеточной биотехнологии, 4–8 июня 2018 г. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2018. С. 35–37.
  11. Johkan M., Shoji K., Goto F., Hahida S.N., Yoshihara T. Effect of green light wave length and intensity on photomorphogenesis and photosynthesis in Lactuca sativa // Environ. Exp. Bot. 2012.Vol. 75. P. 128–133. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.08.010.
  12. Liu J., van Iersel M.W. Photosynthetic Physiology of Blue, Green, and Red Light: Light Intensity Effects and Underlying Mechanisms // Front. Plant Sci. 2021. Vol. 12. P. 619987. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.619987.
  13. Terashima I., Fujita T., Inoue T., Chow W.S., Oguchi R. Green light drives leaf photosynthesis more efficiently than red light in strong white light: revisiting the enigmatic question of why leaves // Plant Cell Physiol. 2009. Vol. 50, N4. P. 684–697. https://doi.org/10.1093/pcp/pcp034.
  14. Frantz J.M., Joly R.J., Mitchell C.A. Intracanopy lighting influences radiation capture, productivity, and leaf senescence in cowpea canopies // J. Am. Soc. Hortic. Sci. 2000. Vol. 125, N6. P. 694–701. https://doi.org/10.21273/JASHS.125.6.694.
  15. Lu N., Maruo T., Johkan M., Hohjo M., Tsukagoshi S., Ito Y., Ichimura T., Shinohara Y. Effects of supplemental lighting with light-emitting diodes (LEDs) on tomato yield and quality of single-truss tomato plants grown at high planting density // Environ. Control Biol. 2012. Vol. 50, N1. P. 63–74. https://doi.org/10.2525/ecb.50.63.
  16. Smith H.L., McAusland L., Murchie E.H. Don’t ignore the green light: exploring diverse roles in plant processes // J. Exp. Bot. 2017. Vol. 68, N9. P. 2099–2110. https://doi.org/10.1093/jxb/erx098.
  17. Kim S.J., Hahn E.J., Hoe J.W., Paek K.Y. Effects of LEDs on net photosynthetic rate, growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro // Sci. Hortic (Amsterdam). 2004. Vol. 101, N1/2. P. 143–151. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2003.10.003.
  18. Nakonechnaya O.V., Subbotin E.P., Grishchenko O.V., Gafitskaya I.V., Orlovskaya I.Y., Kholin A.S., Goltsova D.O., Subbotina N.I., Bulgakov V.P., Kulchin Y.N. In vitro potato plantlet development under different polychromatic LED spectra and dynamic illumination // Botanica Pacifica. 2021.Vol. 10, N1. P. 69–74. doi: 10.17581/bp.2021.10102.
  19. Nakonechnaya O.V., Gafitskaya I.V., Burkovskaya E.V., Khrolenko Y.A., Grishchenko, O.V., Zhuravlev Y.N., Subbotin E.P., Kulchin Y.N. Effect of Light Intensity on the Morphogenesis of Stevia rebaudiana under in vitro Conditions // Russ. J. Plant Physiol. 2019. Vol. 66, N4. P. 656–663. https://doi.org/10.1134/S1021443719040095.
  20. Cубботин Е.П., Гафицкая И.В., Наконечная О.В., Журавлев Ю.Н., Кульчин Ю.Н. Влияние искусственного солнечного света на рост и развитие растений-регенерантов Solanum tuberosum // Turczaninowia. 2018. Т. 21, № 2. С. 32–39.
  21. Кульчин Ю.Н., Гольцова Д.О., Субботин Е.П. Регулирующее действие света на растения // Фотоника. 2020. Т. 14, № 2. С. 192–212. https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.2.192.210.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспланты Solanum tuberosum сорта Рэд Скарлетт in vitro на начальном этапе культивирования

Скачать (199KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры излучения светильников синего (А), зеленого (Б) и красного (В) света

Скачать (139KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сглаженные зависимости высоты растений от величины облученности с линиями тренда при разном спектре

Скачать (147KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сглаженные зависимости для сырой массы надземной части растений от интенсивности облучения при разном спектре с полиноминальными линиями тренда

Скачать (152KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сглаженные зависимости для сырой массы корней от интенсивности облучения при разном спектре с полиноминальными линиями тренда

Скачать (161KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сглаженные зависимости для общей сырой массы растений от интенсивности облучения при разном спектре с полиноминальными линиями тренда

Скачать (151KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025