Advances in Chemical PhysicsAdvances in Chemical PhysicsФизиология растений0015-33033034-624XThe Russian Academy of Sciences26652610.31857/S0015330324030047NMMHUQЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleВлияние соотношения красного и дальнего красного света на рост, содержание пигментов и интенсивность фотосинтеза у кресс-салатаВлияние соотношения красного и дальнего красного света на рост, содержание пигментов и интенсивность фотосинтеза у кресс-салатаЛисинаТ. Н.
Russian Federation
atea2@yandex.ruЧетинаО. А.
Russian Federation
atea2@yandex.ruПарфенковаВ. А.
Russian Federation
atea2@yandex.ruБурдышеваО. В.
Russian Federation
atea2@yandex.ruШолгинЕ. С.
Russian Federation
atea2@yandex.ruПермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наукПермский государственный национальный исследовательский университет150520247132922981610202416102024Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.rcsi.science/0015-3303/article/view/266526

Дальний красный свет – это электромагнитное излучение с длиной волны 700–800 нм. Свет таких длин волн не входит в диапазон ФАР, но выполняет информационную роль для растений и опосредованно влияет на интенсивность фотосинтеза. В данной работе представлены результаты эксперимента по выращиванию кресс-салата (Lepidium sativum L.) в условиях освещения с разным соотношением красного и дальнего красного света (КС/ДКС) в общем спектре освещения. Рассмотрены варианты разного соотношения КС/ДКС = 1.1; КС/ДКС = 0.8; КС/ДКС = 0.5. Изучено влияние соотношения КС/ДКС на длину растений, содержание хлорофиллов и каротиноидов в листьях, интенсивность фотосинтеза. Показано, что понижение соотношения КС/ДКС в освещении приводит к удлинению растений кресс-салата, снижает содержание фотосинтетических пигментов. Освещение с соотношениями КС/ДКС = 0.8 и КС/ДКС = 0.5 при этом не снижает интенсивность фотосинтеза (на 14 сутки эксперимента), что может быть рассмотрено как положительное влияние. Освещение с соотношением КС/ДКС = 1.1 привело к снижению интенсивности фотосинтеза, вероятно, за счет значимого снижения содержания хлорофиллов и каротиноидов в листьях растений.

Lepidium sativumдальний красный светспектральный состав светаинтенсивность фотосинтезафотосинтетические пигментыфитохромыМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation122031100058-3Park Y., Runkle E.S. Far-red radiation promotes growth of seedlings by increasing leaf expansion and whole-plant net assimilation // Environ. Exp. Bot. 2017. V. 136. P. 41. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2016.12.013Casal J.J. Photoreceptor signaling networks in plant responses to shade // Annu. Rev. Plant Biol. 2013. V. 64. P. 403. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050312-120221Ballaré C.L., Sánchez R.A., Scopel A.L., Casal J.J., Ghersa C.M. Early detection of neighbour plants by phytochrome perception of spectral changes in reflected sunlight // Plant Cell Environ. 1987. V. 10. P. 551.Войцеховская О.В. Фитохромы и другие (фото)рецепторы информации у растений // Физиология растений. 2019. T. 66. С. 163. https://doi.org/10.1134/S0015330319030151Gommers C.M., Visser E.J., St Onge K.R., Voesenek L.A., Pierik R. Shade tolerance: when growing tall is not an option // Trends Plant Sci. 2013. V. 18. P. 6. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2012.09.008Smith H. Phytochromes and light signal perception by plants-an emerging synthesis // Nature. 2000. V. 407. P. 585Emerson R., Chalmers R., Cederstrand C. Some factors influencing the long-wave limit of photosynthesis // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1957. V. 43. P. 133. https://doi.org/10.1073/pnas.43.1.133Shibuya T., Endo R., Yuba T., Kitaya Y. The photosynthetic parameters of cucumber as affected by irradiances with different red:far-red ratios // Biol. Plant. 2015. V. 59. P. 198.Lee M.J., Park S.Y., Oh M.M. Growth and cell division of lettuce plants under various ratios of red to far-red light-emitting diodes // Hortic., Environ. Biotechnol. 2015. V. 56. P. 186.Калашникова Е.А., Киракосян Р.Н., Десятерик А.А., Ганаева Д.Р., Абубакаров Х.Г., Слепцов Н.Н. Роль светового режима в регулировании продукционного процесса растений в системе интенсивного культивирования in vitro // Естественные и технические науки. 2021. № 5 (156). С. 64.Bulychev A.A., Osipov V.A., Matorin D.N., Vredenberg W.J. Effects of farred light on fluores cence induction in infiltrated pea leaves under dimin ished ΔpH and Δϕ components of the proton motive force // J. Bioenerg. Biomembr. 2013. V. 45. P. 37. https://doi.org/10.1007/s10863-012-9476-6Tan T., Li S., Fan Y., Wang Z., Ali Raza M., Shafiq I., Wang B., Wu X., Yong T., Wang X., Wu Y., Yang F., Yang W. Far-red light: A regulator of plant morphology and photosynthetic capacity // The Crop Journal. 2022. V. 10 (2). P. 300. https://doi.org/10.1016/j.cj.2021.06.007Kasperbauer M.J., Peaslee D.E. Morphology and photosynthetic efficiency of tobacco leaves that received end-of-day red and far red light during development // Plant Physiol. 1973. V. 52. P. 440.Kalaitzoglou P., Ieperen W., Harbinson J., van der Meer M., Martinakos S., Weerheim K., Nicole C.C.S., Marcelis L.F.M. Effects of continuous or end-of-day far-red light on tomato plant growth, morphology, light absorption, and fruit production // Frontiers in Plant Science. 2019. V. 10. P. 322. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00322Hitz T., Hartung J., Graeff-Hoenninger S., Munz S. Morphological response of soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivars to light intensity and red to far-red ratio // Agronomy. 2019. V. 9. P. 428. https://doi.org/10.3390/agronomy9080428Kurepin L.V., Walton L.J., Reid D.M., Pharis R.P., Chinnappa C.C. Growth and ethylene evolution by shade and sun ecotypes of Stellaria longipes in response to varied light quality and irradiance // Plant, Cell Environ. 2006. V. 29. P. 647. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2005.01443.xShibuya T., Endo R., Kitamura Y., Kitaya Y., Hayashi N. Potential photosynthetic advantages of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings grown under fluorescent lamps with high red:far-red light // HortScience. 2010. V. 45. P. 553. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.45.4.553Karlsson P.E. Phytochrome is not involved in the red-light-enhancement of the stomatal blue-light-response in wheat seedlings // Physiol. Plant. 1988. V. 74. P. 544. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1988.tb02016.xZou J., Zhang Y.T., Zhang Y.Q., Bian Z.H., Fanourakis D., Yang Q.C., Li T. Morphological and physiological properties of indoor cultivated lettuce in response to additional far-red light // Sci. Hortic. 2019. V. 257. P. 108725. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108725Yang Z.Q., Zhang J.B., Li Y.X., Peng X.D., Zhang T.H., Zhang J. Effects of red/far red ratio on morphological index, leaf area and dry matter partitioning of cut chrysanthemum flower // Acta Ecologica Sinica. 2012. V. 32. P. 2498. https://doi.org/10.5846/stxb201110151529Chang N., Gao Y.F., Zhao L., Liu X.M., Gao H.B. Arabidopsis FHY3/CPD45 regulates far-red light signaling and chloroplast division in parallel // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 9612. https://doi.org/10.1038/srep09612Ленбаум В.В., Булычев А.А., Маторин Д.Н. Влияние дальнего красного света на индукционные изменения быстрой и замедленной флуоресценции и редокс-состояния р700 у Scenedesmus quadricauda // Физиология растений. 2015. Т. 62. С. 229. https://doi.org/10.7868/S001533031502013XPettai H., Oja V., Freiberg A., Laisk A. Photosynthetic activity of far-red light in green plants // Biochim. Biophys. Acta. 2005. V. 1708 (3). P. 311. https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2005.05.005Stoylova S., Flint T.D., Ford R.C., Holzenburg A. Structural analysis of photosystem II in far-red-light-adapted thylakoid membranes: New crystal forms provide evidence for a dynamic reorganization of light-harvesting antennae subunits // Eur. J. Biochem. 2000. V. 267. P. 207. https://doi.org/10.1046/j.1432-1327.2000.00996.xГавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. М.: Академия, 2003. 254 с.Аликов Х.К. Фотоколориметрический метод определения содержания углерода в листьях мокрым сжиганием в хромовой смеси // Методы комплексного изучения фотосинтеза. Л., 1983. Вып. 2. С. 6.Morgan P.W., Finlayson S.A., Childs K.L., Mullet J.E., Rooney W.L. Opportunities to improve adaptability and yield in grasses // Crop Sci. 2002. V. 42. P. 1791. https://doi.org/10.2135/cropsci2002.1791Zhen S., Bugbee B. Substituting far-red for traditionally defined photosynthetic photons results in equal canopy quantum yield for CO2 fixation and increased photon capture during long-term studies: implications for re-defining PAR // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 11. P. 581156. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.581156Polívka T., Frank H.A. Molecular factors controlling photosynthetic light harvesting by carotenoids // Acc. Chem. Res. 2010. V. 43. P. 1125. https://doi.org/10.1021/ar100030mBiswal U.C., Bergfeld R., Kasemir H. Phytochrome-mediated delay of plastid senescence in mustard cotyledons: changes in pigment contents and ultrastructure // Planta. 1983. V. 157. P. 85.