Lumo provizas al plantoj la energion necesan por fotosintezo, permesante al ili produkti organikan materion kajkonverti energion dum kresko kaj disvolviĝoLumo provizas al plantoj la necesan energion kaj estas la bazo por ĉeldividiĝo kaj diferenciĝo, klorofila sintezo, hista kresko kaj stomata movado. Lumintenseco, fotoperiodo kaj lumkvalito ludas gravan rolon en ĉi tiuj procezoj. Sukermetabolo en plantoj implikas multajn reguligajn mekanismojn. Lumo, kiel unu el la reguligaj faktoroj, influas la konsiston de la ĉela muro, amelgranulaĵojn, sakarozan sintezon kaj la formadon de vaskulaj faskoj. Simile, en la kunteksto de lumreguligita sukermetabolo, sukertipoj kaj genoj ankaŭ estas influitaj. Ni ekzamenis la ekzistantajn datumbazojn kaj trovis malmultajn koncernajn recenzojn. Tial, ĉi tiu artikolo resumas la efikojn de lumo sur plantkresko kaj disvolviĝo same kiel sukermetabolo kaj diskutas la mekanismojn de lumefikoj sur plantoj pli detale, provizante novajn komprenojn pri la reguligaj mekanismoj de plantkresko sub malsamaj lumkondiĉoj.
Lumo provizas energion por planta fotosintezo kaj agas kiel media signalo reguliganta plurajn aspektojn de planta fiziologio. Plantoj povas senti ŝanĝojn en eksteraj lumkondiĉoj per diversaj fotoreceptoroj kiel fitokromoj kaj fototropinoj kaj establi taŭgajn signalajn vojojn por reguligi sian kreskon kaj disvolviĝon. Sub malaltaj lumkondiĉoj, la totala seka substanca enhavo de plantoj malpliiĝas, same kiel fotosinteza indico, transpira indico, stomata konduktiveco kaj tigodiametro. Krome, lumintenseco estas kritika variablo reguliganta procezojn kiel planta ĝermado, folimultobliĝo kaj ekspansio, stomata disvolviĝo, fotosintezo kaj ĉeldividiĝo. Lumkvalito transdonita tra fotoreceptoroj reguligas la tutan vivociklon de plantoj, kun malsama lumkvalito havanta malsamajn efikojn sur planta morfologio, fotosintezo, kresko kaj organa disvolviĝo. Plantoj povas reguligi sian kreskon kaj disvolviĝon responde al fotoperiodo, kiu antaŭenigas procezojn kiel semĝermado, florado kaj fruktomaturiĝo. Ĝi ankaŭ partoprenas en plantaj respondoj al malfavoraj faktoroj, adaptante al diversaj laŭsezonaj ŝanĝoj (Bao et al., 2024; Chen et al., 2024; Shibaeva et al., 2024).
Sukero, fundamenta substanco por plantkresko kaj disvolviĝo, spertas kompleksan transportan kaj akumuliĝan procezon, kiu estas influata kaj reguligita de pluraj faktoroj. Sukermetabolo en plantoj kovras la sintezon, katabolon, utiligon kaj transformon de sukeroj en plantoj, inkluzive de sakaroza transporto, signaltransdukto kaj la sintezo de amelo kaj celulozo (Kudo et al., 2023; Li et al., 2023b; Lo Piccolo et al., 2024). Sukermetabolo efike utiligas kaj reguligas sukerojn, partoprenas en planta adaptiĝo al mediaj ŝanĝoj kaj provizas energion por plantkresko kaj disvolviĝo. Lumo influas sukermetabolon en plantoj per fotosintezo, sukersignalado kaj fotoperioda reguligo, kun ŝanĝoj en lumkondiĉoj kaŭzantaj ŝanĝojn en plantaj metabolitoj (Lopes et al., 2024; Zhang et al., 2024). Ĉi tiu recenzo fokusiĝas al la efikoj de lumo sur la fotosinteza agado, kresko kaj disvolviĝo de plantoj, kaj sukermetabolo. La artikolo ankaŭ diskutas la progreson en esplorado pri la efikoj de lumo sur plantfiziologiajn karakterizaĵojn, kun la celo provizi teorian bazon por uzi lumon por reguligi plantkreskon kaj plibonigi rendimenton kaj kvaliton. La rilato inter lumo kaj plantkresko restas neklara kaj sugestas eblajn esplordirektojn.
Lumo havas multajn ecojn, sed ĝia intenseco kaj kvalito havas la plej grandan efikon sur plantojn. Lumintenseco estas ofte uzata por mezuri la brilecon de lumfonto aŭ la forton de radio. Surbaze de ondolongo, lumo povas esti dividita en ultraviolan, videblan kaj infraruĝan. Videbla lumo estas plue dividita en ruĝan, oranĝan, flavan, verdan, bluan, indigan kaj violan. Plantoj ĉefe sorbas ruĝan kaj bluan lumon kiel la primaran energion por fotosintezo (Liang et al., 2021).
Tamen, la apliko de malsamaj lumkvaloj en la kampo, la kontrolo de fotoperiodo, kaj la efikoj de ŝanĝoj de lumintenseco sur plantoj estas kompleksaj problemoj, kiujn oni devas solvi. Tial ni kredas, ke la racia uzo de lumkondiĉoj povas efike antaŭenigi la disvolviĝon de plantmodeliga ekologio kaj la kaskadan uzon de materialoj kaj energio, tiel plibonigante plantkreskefikecon kaj mediajn avantaĝojn. Uzante la ekologian optimumigan teorion, la adaptiĝemo de plantfotosintezo al mez- kaj longdaŭra lumo estas enigita en la Tersisteman modelon por redukti la necertecon de fotosinteza modelado kaj plibonigi la precizecon de la modelo (Luo kaj Keenan, 2020). Plantoj emas adaptiĝi al mez- kaj longdaŭra lumo, kaj ilia fotosinteza kapablo kaj lumenergia uzefikeco mez- kaj longdaŭre povas esti plibonigitaj, tiel pli efike atingante ekologian modeladon de kampa kultivado. Krome, dum aplikado de kampa plantado, la lumintenseco estas adaptita laŭ la plantspecioj kaj kreskokarakterizaĵoj por antaŭenigi sanan plantkreskon. Samtempe, per alĝustigo de la proporcio de lumkvalito kaj simulado de la natura lumciklo, eblas akceli aŭ malrapidigi la floradon kaj fruktadon de plantoj, tiel atingante pli precizan ekologian reguligon de kampa modelado.
Lumreguligita sukermetabolo en plantoj kontribuas al plibonigo de plantkresko kaj disvolviĝo, adaptiĝo kaj rezisto al mediaj stresfaktoroj. Sukeroj, kiel signalmolekuloj, reguligas plantkreskon kaj disvolviĝon per interagado kun aliaj signalmolekuloj (ekz., fitohormonoj), tiel influante plantajn fiziologiajn procezojn (Mukarram et al., 2023). Ni kredas, ke studi la reguligajn mekanismojn ligantaj la lummedion al plantkresko kaj sukermetabolo estos efika ekonomia strategio por gvidi bredajn kaj produktadajn praktikojn. Kun la disvolviĝo de teknologio, estonta esplorado pri la elekto de lumfontoj, kiel artefaritaj lumigaj teknologioj kaj la uzo de LED-oj, povas esti efektivigita por plibonigi lumigan efikecon kaj plantrendimenton, provizante pli da reguligaj iloj por esplorado pri plantkresko kaj disvolviĝo (Ngcobo kaj Bertling, 2024). Tamen, ruĝaj kaj bluaj lumlongoj estas la plej vaste uzataj en nuna esplorado pri la efikoj de lumkvalito sur plantoj. Tiel, esplorante la efikojn de pli diversaj lumkvalitoj kiel oranĝa, flava kaj verda sur plantkresko kaj disvolviĝo, ni povas disvolvi la agadmekanismojn de pluraj lumfontoj sur plantoj, tiel pli efike uzante malsamajn kvalitojn de lumo en praktikaj aplikoj. Ĉi tio postulas plian studadon kaj plibonigon. Multaj procezoj de plantkresko kaj disvolviĝo estas reguligitaj de fitokromoj kaj fitohormonoj. Tial, la influo de la interago de spektra energio kaj endogenaj substancoj sur plantkreskon estos ŝlosila direkto de estonta esplorado. Krome, profunda studo de la molekulaj mekanismoj, per kiuj malsamaj lumkondiĉoj influas plantkreskon kaj disvolviĝon, sukermetabolon, same kiel la sinergiajn efikojn de pluraj mediaj faktoroj sur plantoj, kontribuos al la plia disvolviĝo kaj uzo de la potencialo de diversaj plantoj, kio ebligos ilian aplikon en tiaj kampoj kiel agrikulturo kaj biomedicino.
Afiŝtempo: 11 septembro 2025