Влияние спектрального состава светодиодных источников искусственного освещения на функциональную активность фотосинтетического аппарата листьев базилика

Кабачевская Е. М.; Суховеева С. В.; Трофимов Ю. В.; Баркун М. И.

Влияние спектрального состава светодиодных источников искусственного освещения на функциональную активность фотосинтетического аппарата листьев базилика

Кабачевская Е. М., Суховеева С. В., Трофимов Ю. В., Баркун М. И.

2023

Изучено влияние шести экспериментальных источников света (светильников) на основе светодиодов с различными спектрами излучения, моделирующими оптическое излучение, близкое к солнечному, на фотохимическую активность фотосистем (ФС) листьев базилика фиолетового, а также на редокс-состояние реакционного центра P700. Cпектры различаются по распределению фотонного потока по основным диапазонам излучения, коррелированной цветовой температуре (КЦТ) и общему индексу цветопередачи (Ra). В результате сравнительного анализа параметров РАМ-флуориметрии определены спектральные диапазоны, обеспечивающие более эффективное протекание фотосинтетических процессов в клетках листьев базилика на стадиях технической спелости и цветения. В частности, растения базилика, выращенные с использованием спектра с КЦТ = 5260 К и Ra = 98, имеют достаточно низкий уровень F0, один из самых высоких показателей соотношения Fv/Fm, свойственный растениям в нестрессовых условиях, одни из самых высоких показателей квантового выхода обеих ФС Y(I) и Y(II), а также высокие скорости потока электронов. Перспективны по параметрам РАМ-флуориметрии спектры с КЦТ = 4550 К и Ra = 91, КЦТ = 2820 К и Ra =81. Наихудшие показатели по изученным параметрам ФСI и ФСII — у спектра с КЦТ = 2990 К и Ra = 97.

Кабачевская Е. М., Суховеева С. В., Трофимов Ю. В., Баркун М. И. Влияние спектрального состава светодиодных источников искусственного освещения на функциональную активность фотосинтетического аппарата листьев базилика. Журнал прикладной спектроскопии. 2023;90(6):910-916.

Цитирование

Список литературы

1. E. Kaiser, Galvis V. Correa, U. Armbruster. Biochem. J., 476, N 19 (2019) 2725—2741, https://doi.org/10.1042/BCJ20190134

2. J. A. Cruz, T. J. Avenson. J. Plant. Res., 134, N 4 (2021) 665—682, https://doi.org/10.1007/s10265-021-01321-4

3. O. I. L. Mawphlang, E. V. Kharshiing. Front. Plant. Sci., 8, 1181 (2017), https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01181

4. И. Д. Волотовский, С. В. Суховеева, Е. М. Кабачевская. Весцi НАН Беларусі. Сер. біял. навук, 68, N 1 (2023) 75—88

5. S. K. Verma, S. Gantait, B. R. Jeong, S. J. Hwang. Sci. Rep., 8, 18009 (2018), https://doi.org/10.1038/s41598-018-36113-9

6. Y. A. Berkovich, I. O. Konovalova, A. N. Erokhin, S. O. Smolyanina, V. G. Smolyanin, O. S. Yakovleva, I. G. Tarakanov, T. M. Ivanov. Life Sci. Space Res. (Amst.), 20 (2019) 93—100, https://doi.org/10.1016/j.lssr.2018.09.004

7. M. de Wit, V. C. Galvão, C. Fankhauser. Ann. Rev. Plant Biol., 67 (2016) 513—537, https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-043015-112252

8. E. Heyneke, A. R. Fernie. Biochem. Soc. Trans., 46, N 2 (2018) 321—328, https://doi.org/10.1042/BST20170296

9. C. Kami, S. Lorrain, P. Hornitschek, C. Fankhauser. Curr. Top Dev. Biol., 91 (2010) 29—66, https://doi.org/10.1016/S0070-2153(10)91002-8

10. I. G. Tarakanov, D. A. Tovstyko, M. P. Lomakin, A. S. Shmakov, N. N. Sleptsov, A. N. Shmarev, V. A. Litvinskiy, A. A. Ivlev. Plants, 11, N 3 (2022) 441, https://doi.org/10.3390/plants11030441

11. S. Muneer, E. J. Kim, J. S. Park, J. H. Lee. Int. J. Mol. Sci., 15, N 3 (2014) 4657—4670, https://doi.org/10.3390/ijms15034657

12. G. V. Kochetova, O. V. Avercheva, E. M. Bassarskaya, T. V. Zhigalova. Biophys. Rev., 14, N 4 (2022) 779—803, https://doi.org/10.1007/s12551-022-00985-z

13. Т. Г. Курьянчик, Н. В. Козел. Журн. прикл. спектр., 90, № 3 (2023) 509—515 T. G. Kuryanchyk, N. V. Kozel. J. Appl. Spectr., 90, N 3 (2023) 509—515.

14. M. R. Fernandes, G. Siqueira-Silva, A. S. João. Acta Botanica Brasilica, 33 (2019) 558—571, https://doi.org/10.1590/0102-33062019abb0149.

15. В. Н. Гольцев, Х. М. Каладжи, М. А. Кузманова, С. И. Аллахвердиев. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла a – теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений, Ижевск, Институт компьютерных исследований (2014) 50—84

16. H. K. Lichtenthaler, C. Buschmann, M. Knapp. Photosynthetica, 43, N 3 (2005) 379—393, https://doi.org/10.1007/s11099-005-0062-6

17. C. Guo, L. Liu, H. Sun, N. Wang, K. Zhang, Y. Zhang, J. Zhu, A. Li, Z. Bai, X. Liu, H. Dong, C. Li. Front. Plant Sci., 13 (2022), https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1007150

18. C. Klughammer, U. Schreiber. PAM Appl. Notes, 1 (2008) 27—35

19. S. Tietz, C. C. Hall, J. A. Cruz, D. M. Kramer. Plant, Cell and Environment, 40 (2017) 1243—1255, https://doi.org/10.1111/pce.12924

20. K. Maxwell, G. N. Johnson. J. Exp. Bot., 51 (2000) 659—668, https://doi.org/10.1093/jexbot/51.345.659

21. G. Shimakawa, C. Miyake. Plant Physiol., 179, N 4 (2019) 1479—1485, https://doi.org/10.1104/pp.18.01493

22. H. Sun, Q. Shi, S. B. Zhang, W. Huang. Plants (Basel), 10, N 3 (2021) 606, https://doi.org/10.3390/plants10030606

Источник

Информация

Автор

Кабачевская Е. М. Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси
Суховеева С. В. Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси
Трофимов Ю. В. Центр светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси
Баркун М. И. Центр светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси

Страницы

910-916

Год издания

2023

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии