Розуміння фотоінгібування в рослинах: причини, наслідки та стратегії запобігання

Фотогальмування — це процес, який відбувається в рослинах та інших фотосинтезуючих організмах, коли вони піддаються впливу надмірного світла. Це може статися, коли інтенсивність світла занадто висока або коли світло має довжину хвилі, яка не є оптимальною для певного виду рослин.

Коли рослини піддаються впливу надмірного світла, вони можуть відчувати ряд негативних наслідків, зокрема:

1 . Пошкодження фотосинтетичних пігментів: такі пігменти в хлоропластах, як хлорофіл і каротиноїди, можуть бути пошкоджені високим рівнем світла, що призводить до зниження їх здатності поглинати світлову енергію.
2. Надмірне виробництво активних форм кисню (АФК): коли рослини піддаються впливу надмірного світла, вони можуть виробляти більше АФК, ніж можуть витримати, що призводить до пошкодження клітинних компонентів і ДНК.
3. Підвищення температури: надмірне освітлення також може призвести до підвищення температури рослини, що може ще більше посилити ефекти фотоінгібіції.
4. Зниження фотосинтезу: фотогальмування може призвести до зниження швидкості фотосинтезу, оскільки рослина не здатна поглинати достатньо енергії світла для підтримки процесу.
5. Посилення дихання: оскільки здатність рослини до фотосинтезу зменшується, дихання також може посилюватися, що призводить до збільшення виробництва CO2 і зниження загального вуглецевого балансу рослини.

Фотоінгібіції можна запобігти або пом’якшити за допомогою кількох стратегій. , включаючи:

1. Затінення: затінення рослин, які піддаються впливу надмірного світла, може допомогти зменшити інтенсивність світла, яке вони отримують.
2. Налаштування спектрів світла: деякі рослини можуть бути більш чутливими до певних довжин хвиль світла, тому налаштування спектрів світла, щоб виключити ці довжини хвиль, може допомогти запобігти фотогальмуванню.
3. Підвищення рівня CO2: підвищення рівня CO2 в атмосфері може допомогти збільшити швидкість фотосинтезу та пом’якшити ефекти фотогальмування.
4. Використання захисних пігментів: деякі рослини виробили захисні пігменти, такі як ксантофіли, які можуть допомогти захистити їх від надмірного світла та запобігти фотогальмуванню.
5. Регулювання водних відносин рослин: рослини можуть регулювати свої водні відносини, щоб краще справлятися з надмірним освітленням, наприклад, шляхом закриття продихів або змін у поглинанні води коренем.