Группа исследователей получила представление о генетических процессах, лежащих в основе того, как растения распознают сумерки, и о роли, которую сумерки играют в росте растений.
«Мы получили удивительные результаты: сумерки оказывают очень существенное влияние на ключевые сельскохозяйственные характеристики, такие как время цветения и рост», — говорит Р. Глен Уриг, доцент кафедры биологических наук.
Для исследования ученые имитировали условия сумерек в контролируемой камере роста и следили за реакцией растения Arabidopsis, модельного растения и родственника канолы. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Они подвергали растения воздействию постепенно увеличивающейся продолжительности сумерек (от 0 до 90 минут) и отметили, что растения вырастали крупнее, имели больше цветов и больше биомассы при 30-минутных сумерках по сравнению с более короткими или более длинными сумерками. Это открытие имеет невероятные перспективы для сельскохозяйственной селекции и выращивания садовых растений, говорит Ухриг.
Выращиваемые в поле культуры можно вывести так, чтобы они лучше реагировали на сумеречные условия, адаптируя время сбора урожая и увеличивая урожайность — проблема, с которой сталкивается мировое сельское хозяйство в условиях меняющегося климата. Для вертикального земледелия или садоводческих теплиц изменения условий освещения с учетом сумерек могут дать аналогичные положительные результаты и повысить урожайность, отмечает он.
На протяжении десятилетий считалось, что фотопериод (период времени в течение дня, в течение которого растение подвергается воздействию света) и температура являются двумя ключевыми переменными окружающей среды, влияющими на рост растений, но о влиянии сумерек было известно немного из-за технических ограничений: не было возможности достаточно точно смоделировать условия сумерек, чтобы получить точные данные.
Достижения в области технологий означают, что теперь можно изучать сумерки как переменную окружающей среды. Уриг и его команда использовали оборудование от G2V Optics для создания шестиполосных светодиодных «рецептов» (определенных комбинаций длин волн и интенсивности света) с полностью программируемой интенсивностью света в камере роста.
«Мы хотели понять, как растения реагируют на сумерки, которые по сути представляют собой усиление света утром и ослабление света вечером, чтобы увидеть, как это влияет на их рост и развитие», - говорят ученые.
Исследователи измеряли растения, делая снимки с помощью камеры верхнего расположения и обрабатывая их с помощью программного обеспечения для анализа изображений, чтобы проанализировать их рост с течением времени, а также с помощью ряда современных инструментов молекулярного анализа.
Как объясняет Ухриг, в сумерках у растений происходят два ключевых процесса — обнаружение света и фотосинтез. Сначала происходит обнаружение света, и когда достигается определенная интенсивность света, это запускает фотосинтез. В то время как растения вырастали больше и цвели больше в ответ на условия сумерек, созданные для исследования, эти показатели роста немного по-разному реагировали на разное время экспозиции, что позволяет предположить, что сумерки оказывают комплексное влияние на рост и развитие растений.
«Мы считаем, что именно здесь вступают в действие сумерки и разделяют способность растения воспринимать свет, которая может быть больше связана с периодом цветения, от фотосинтеза, который больше связан с ростом», - пояснили ученые.
Они дополнительно изучили молекулярные механизмы , лежащие в основе наблюдаемых реакций, изучив линию растений с дефицитом генов и измененными циркадными часами. «Рост и развитие растений на самом высоком уровне регулируются циркадными часами», — объясняет Уриг. «В этот сумеречный период происходит что-то невероятно интересное, чего ранее не наблюдалось».
Nature: Озвучена неожиданная польза метеоризма
Команда австралийских исследователей из Университета Монаша и Института медицинских исследований Хадсона раскрыла, как в кишечнике людей формируется и используется водород. Этот газ отличается ключевой ролью в поддержании здоровья микробиома. Работу…
Новые исследования кардинально меняют хронологию событий бронзового века
Результаты недавнего исследования фундаментально изменили наше понимание одного из самых катастрофических вулканических событий в истории. Используя передовые методы радиоуглеродного датирования египетских артефактов, исследователи окончательно установили, что мощное извержение минойского вулкана…
Ученые раскрыли тайну строительства Великой пирамиды в Гизе
Новое исследование интерпретирует камеры и проходы пирамиды Хуфу не как гробницы, а как части гигантской строительной машины, разгадывая тайны, сохранявшиеся на протяжении тысячелетий. На протяжении почти 4500 лет Великая пирамида…
МО: за ночь над регионами России сбили 82 украинских БПЛА
Российские средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ, акваториями Азовского и Черного морей 82 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными…
Надежность ядерного щита и испытания «Буревестника». Заявления президента Путина
Президент РФ Владимир Путин посетил один из пунктов управления объединенной группировки войск. Он поздравил бойцов ВС РФ с успехами по окружению Купянска, а также сообщил о завершении решающих испытаний ракеты…
Камбоджа и Таиланд подписали «мирную сделку»
Премьер-министры Таиланда и Камбоджи Анутхин Чанвиракун и Хун Манет в присутствии президента США Дональда Трампа подписали "мирную сделку" на полях саммита Ассоциации государств Юго-Восточной Азии (АСЕАН) в Куала-Лумпуре, передает корреспондент…
19-й пакет антироссийских санкций Евросоюза: ещё один «выстрел в ногу»
Коллективный Запад давно уже ведёт санкционную войну против России. Она началась еще весной 2014 год...
В пляжном песке найдены бактерии для ликвидации последствий разлива мазута
Группой специалистов РТУ МИРЭА обнаружены бактерии, способные оперативно устранить разливы мазута в ...
Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".