Влияние соотношения красного и дальнего красного света на морфометрические показатели картофеля in vitro
https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-397-08-78-83
Аннотация
Актуальность. Влияние соотношения красного света (660 нм) к дальнему красному свету (730 нм) (КС/ДКС) на рост и развитие растений является важным аспектом биофотоники и растениеводства защищенного грунта.
Методы. Эксперимент проводили в фитотроне, состоящем из двух секторов: первый — с базовым освещением (контроль), второй — с добавочными светодиодами 730 нм. Соотношение КС/ДКС в контрольном секторе составило 9,9, в экспериментальном — 0,5. Был установлен фотопериод — 16 часов, обеспечивающийся таймером Systec. Объектами исследования выбраны растения картофеля сортов Гранд и Джулия in vitro, размноженные методом черенкования на агаризованной среде Мурасиге — Скуга. Длительность эксперимента — 28 дней. После извлечения из пробирок меристемные растения были сканированы. Площадь листьев, длину растений и количество междоузлий определяли с помощью программы ImageJ по оцифрованным изображениям растений, массу надземной части — на весах.
Результаты. Результаты показали, что пониженное соотношение КС/ДКС = 0,5 оказывает значимое влияние на морфометрические показатели растений картофеля: длину стебля, площадь листьев, массу надземной части растений. У обоих сортов зафиксировано увеличение длины надземной части растений, однако достоверные различия не выявлены. Увеличение площади листьев под действием добавочного ДКС отмечено у растений обоих сортов: на 54,9% — для сорта Гранд, на 32% — для сорта Джулия. Содержание сухого вещества в листьях растений обоих сортов при пониженном соотношении КС/ДКС оказалось ниже, что может быть связано с перераспределением ресурсов на интенсивный рост и формирование биомассы.
Ключевые слова
При поддержке: Работа выполнена в рамках государственного задания, № регистрации НИОКТР 122031100058-3.
Об авторе
С. В. Щербёнок
Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства — филиал Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук;
Пермский государственный аграрно-технологический университет им. академика Д.Н. Прянишникова
Россия
Россия
София Вячеславовна Щербёнок, младший научный сотрудник; аспирант
ул. Культуры, 12, с. Лобаново, Пермский край, 641532;
ул. Петропавловская, 23, Пермь, 614990
Список литературы
1. Askari N., Ghahramani R., Reisi A., Sadat-Hosseini M., Parsa Motlagh B. The Role of Thermal Stress on In Vitro Potato Microtuber Induction. Journal of Vegetables Sciences. 2023; 6(12–2): 73–84 (на араб. яз.). https://doi.org/10.22034/iuvs.2022.562669.1236
2. Gong H.-L., Dusengemungu L., Igiraneza C., Rukundo P. Molecular regulation of potato tuber dormancy and sprouting: a mini-review. Plant Biotechnology Reports. 2021; 15(4): 417–434. https://doi.org/10.1007/s11816-021-00689-y
3. Смирнова Ю.Д., Подолян Е.А. Приемы повышения эффективности микроклонального размножения картофеля (обзор). Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2024; 25(3): 319–329. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2024.25.3.319-329
4. Salem J., Hassanein A.M. In vitro propagation, microtuberization, and molecular characterization of three potato cultivars. Biologia plantarum. 2017; 61(3): 427–437. https://doi.org/10.1007/s10535-017-0715-x
5. Reisi A., Askari N., Sadat-Hosseini M., Parsa Motlagh B., Ghahremani R. Far-red spectrum leads to enhanced in vitro microtuberzation in potato (Solanum tuberosum cv. Sante). Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2024; 156(2): 45. https://doi.org/10.1007/s11240-023-02673-6
6. Chen C.-L., Yang J.-P., Huang W.-D., Chen C.-C. The Effect of Far-Red Light and Nutrient Level on the Growth and Secondary Metabolites of the In Vitro Culture of Prunella vulgaris. Agronomy. 2023; 13(9): 2250. https://doi.org/10.3390/agronomy13092250
7. Smith H. Light Quality, Photoperception, and Plant Strategy. Annual Review of Plant Physiology. 1982; 33: 481–518. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.33.060182.002405
8. Park Y., Runkle E.S. Far-red radiation promotes growth of seedlings by increasing leaf expansion and whole-plant net assimilation. Environmental and Experimental Botany. 2017; 136: 41–49. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2016.12.013
9. Rahman M.H. et al. Effect of Light Quality on Seed Potato (Solanum tuberosum L.) Tuberization When Aeroponically Grown in a Controlled Greenhouse. Plants. 2024; 13(5): 737. https://doi.org/10.3390/plants13050737
10. Войцеховская О.В. Фитохромы и другие (фото)рецепторы информации у растений. Физиология растений. 2019; 66(3): 163–177. https://doi.org/10.1134/S0015330319030151
11. Hitz 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; 9(8): 428. doi.org/10.3390/agronomy9080428
12. Лях П.А., Колошина К.А., Попова К.И., Лях А.А. Влияние спектрального состава светодиодного излучения на рост и развитие растений. Инновации и продовольственная безопасность. 2022; (1): 108–120. https://elibrary.ru/hdxznw
13. Rehman M. et al. Red light optimized physiological traits and enhanced the growth of ramie (Boehmeria nivea L). Photosynthetica. 2020; 58(4): 922–931. https://doi.org/10.32615/ps.2020.040
14. Хотамов М.М., Ахмеджанов И.Г. Регуляторная роль фитохрома в устойчивости дыни к фузариозному вилту. Modern Biology and Genetics. 2024; (1): 52–70.
15. Tripathi S., Hoang Q.T.N., Han Y.-J., Kim J.-I. Regulation of Photomorphogenic Development by Plant Phytochromes. International Journal of Molecular Sciences. 2019; 20(24): 6165. https://doi.org/10.3390/ijms20246165
16. Yang F. et al. Low red/far-red ratio as a signal promotes carbon assimilation of soybean seedlings by increasing the photosynthetic capacity. BMC Plant Biology. 2020; 20: 148. https://doi.org/10.1186/s12870-020-02352-0
17. Rahman M.M., Vasiliev M., Alameh K. LED Illumination Spectrum Manipulation for Increasing the Yield of Sweet Basil (Ocimum basilicum L.). Plants. 2021; 10(2): 344. https://doi.org/10.3390/plants10020344
18. Zhen S., Bugbee B. Far-red photons have equivalent efficiency to traditional photosynthetic photons: implications for re-defining photosynthetically active radiation. Plant, Cell & Environment. 2020; 43(5): 1259–1272. https://doi.org/10.1111/pce.13730
19. Miyashita Y., Kitaya Y., Kozai T., Kimura T. Effects of red and farred light on the growth and morphology of potato plantlets in vitro: using light emitting diode as a light source for micropropagation. Acta Horticulturae. 1995; 393: 189–194. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1995.393.22
20. Smith H. Phytochromes and light signal perception by plants — an emerging synthesis. Nature. 2000; 407(6804): 585–591. https://doi.org/10.1038/35036500
21. Лисина Т.Н., Шолгин Е.С., Бурдышева О.В., Ременникова М.В. Разработка гроубокса для изучения влияния дальнего красного света на растения. Фотон-экспресс. 2023; (6): 27–28. https://elibrary.ru/dricvl
22. Murashige T., Skoog F. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiologia Plantarum. 1962; 15(3): 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
23. Мартиросян Л.Ю., Кособрюхов А.А., Мартиросян В.В., Мартиросян Ю.Ц. О влиянии различных источников света на фотосинтетические параметры продукционного процесса у Cucumis sativus L. (гибрид Тристан F1) в условиях аэропонного фитотрона. Сельскохозяйственная биология. 2021; 56(5): 934–947. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.5.934rus
24. Верник П.А. и др. Влияние увеличения доли дальней красной области в полноспектральном светодиодном облучении на рост и развитие растений сахарной свеклы (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris var. saccharifera Alef.) в закрытых агробиотехносистемах. Овощи России. 2023; (6): 129–135. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2023-6-129-135
25. Xu Y., Wang C., Zhang R., Ma C., Dong S., Gong Z. The relationship between internode elongation of soybean stems and spectral distribution of light in the canopy under different plant densities. Plant Production Science. 2020; 24(3): 326–338. https://doi.org/10.1080/1343943X.2020.1847666
26. Wang J.L. et al. Far-red light perception by the shoot influences root growth and development in cereal-legume crop mixtures. Plant and Soil. 2025; 509(1–2): 969–986. https://doi.org/10.1007/s11104-024-06903-4
27. Смирнов А.А. Влияние дальнего красного излучения на рост и продуктивность растения огурец. Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020; 67(2): 32–36. https://doi.org/10.22314/2658-4859-2020-67-2-32-36
28. Morgan P.W., Finlayson S.A., Childs K.L., Mullet J.E., Rooney W.L. Opportunities to Improve Adaptability and Yield in Grasses. Crop Science. 2002; 42(6): 1791–1799. https://doi.org/10.2135/cropsci2002.1791
29. Askari N., Ghahremani R., Raisi A., Sadat-Hosseini M., Parsa Motlagh B., Visser R.G.F. Far-Red Radiation Enhances In Vitro Potato Plantlet Growth by Stimulating Dry Weight Accumulation. Potato Research. 2025; 68(2): 1849–1868. https://doi.org/10.1007/s11540-024-09809-x
30. Plantenga F.D.M. et al. Regulating flower and tuber formation in potato with light spectrum and day length. Acta Horticulturae. 2016; 1134: 267–276. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2016.1134.36
31. Stockem J.E., de Vries M.E., Struik P.C. Shedding light on ahot topic: Tuberisation in potato. Annals of Applied Biology. 2023; 183(2): 170–180. https://doi.org/10.1111/aab.12844
32. Лисина Т.Н., Четина О.А., Парфенкова В.А., Бурдышева О.В., Шолгин Е.С. Влияние соотношения красного и дальнего красного света на рост, содержание пигментов и интенсивность фотосинтеза у кресс-салата. Физиология растений. 2024; 71(3): 292–298. https://doi.org/10.31857/S0015330324030047
Рецензия
Для цитирования:
Щербёнок С.В. Влияние соотношения красного и дальнего красного света на морфометрические показатели картофеля in vitro. Аграрная наука. 2025;(8):78-83. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-397-08-78-83
For citation:
Shcherbyonok S.V. The influence of the ratio of red and far-red light on the morphometric indicators of potato in vitro. Agrarian science. 2025;(8):78-83. (In Russ.) https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-397-08-78-83
Просмотров:
13
Послать статью по эл. почте 