Жарык өсүмдүктөрдү фотосинтез үчүн зарыл болгон энергия менен камсыз кылат, бул аларга органикалык заттарды өндүрүүгө мүмкүндүк берет жанаөсүү жана өнүгүү учурунда энергияны айландырууЖарык өсүмдүктөрдү керектүү энергия менен камсыз кылат жана клеткалардын бөлүнүшү жана дифференциациясы, хлорофилл синтези, ткандардын өсүшү жана стоматалдык кыймыл үчүн негиз болуп саналат. Жарыктын интенсивдүүлүгү, фотопериод жана жарыктын сапаты бул процесстерде маанилүү ролду ойнойт. Өсүмдүктөрдөгү канттын алмашуусу көптөгөн жөнгө салуучу механизмдерди камтыйт. Жөнгө салуучу факторлордун бири катары жарык клетка дубалынын курамына, крахмал гранулдарына, сахарозанын синтезине жана кан тамыр боолорунун пайда болушуна таасир этет. Ошо сыяктуу эле, жарык менен жөнгө салынуучу канттын алмашуусунун контекстинде канттын түрлөрү жана гендери да таасир этет. Биз бар болгон маалымат базаларын карап чыгып, бир нече тиешелүү сын-пикирлерди таптык. Ошондуктан, бул макалада жарыктын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана өнүгүшүнө, ошондой эле канттын алмашуусуна тийгизген таасири кыскача баяндалат жана өсүмдүктөргө жарыктын таасири механизмдери кененирээк талкууланат, ар кандай жарык шарттарында өсүмдүктөрдүн өсүшүнүн жөнгө салуучу механизмдери жөнүндө жаңы түшүнүктөрдү берет.
Жарык өсүмдүктөрдүн фотосинтези үчүн энергия берет жана өсүмдүктөрдүн физиологиясынын бир нече аспектилерин жөнгө салуучу айлана-чөйрөнүн сигналы катары кызмат кылат. Өсүмдүктөр тышкы жарыктын шарттарынын өзгөрүшүн фитохромдор жана фототропиндер сыяктуу ар кандай фоторецепторлор аркылуу сезип, алардын өсүшүн жана өнүгүшүн жөнгө салуу үчүн тиешелүү сигнал берүү жолдорун түзө алышат. Жарык аз болгон шартта өсүмдүктүн кургак затынын жалпы курамы, ошондой эле фотосинтез ылдамдыгы, транспирация ылдамдыгы, стоматалдык өткөргүчтүк жана сабактын диаметри төмөндөйт. Мындан тышкары, жарыктын интенсивдүүлүгү өсүмдүктөрдүн өнүп чыгышы, жалбырактардын көбөйүшү жана кеңейиши, стоматалдык өнүгүү, фотосинтез жана клеткалардын бөлүнүшү сыяктуу процесстерди жөнгө салуучу маанилүү өзгөрмө болуп саналат. Фоторецепторлор аркылуу берилген жарыктын сапаты өсүмдүктөрдүн бүтүндөй жашоо циклин жөнгө салат, ар кандай жарыктын сапаты өсүмдүктөрдүн морфологиясына, фотосинтезине, өсүшүнө жана органдарынын өнүгүшүнө ар кандай таасир этет. Өсүмдүктөр фотопериодго жооп катары өсүшүн жана өнүгүшүн жөнгө сала алышат, бул үрөндүн өнүп чыгышы, гүлдөө жана мөмөнүн бышышы сыяктуу процесстерди стимулдайт. Ал ошондой эле өсүмдүктөрдүн терс факторлорго болгон реакциясына катышып, ар кандай сезондук өзгөрүүлөргө ыңгайлашат (Bao et al., 2024; Chen et al., 2024; Shibaeva et al., 2024).
Өсүмдүктөрдүн өсүшү жана өнүгүшү үчүн негизги зат болгон кант бир нече факторлордун таасири астында жана жөнгө салынуучу татаал ташуу жана топтолуу процессинен өтөт. Өсүмдүктөрдөгү канттын алмашуусу өсүмдүктөрдөгү канттардын синтезин, катаболизмин, пайдаланылышын жана трансформациясын, анын ичинде сахарозанын ташуусун, сигналдын трансдукциясын жана крахмал менен целлюлозанын синтезин камтыйт (Kudo et al., 2023; Li et al., 2023b; Lo Piccolo et al., 2024). Канттын алмашуусу канттарды натыйжалуу колдонот жана жөнгө салат, өсүмдүктөрдүн айлана-чөйрөнүн өзгөрүүлөрүнө ыңгайлашуусуна катышат жана өсүмдүктөрдүн өсүшү жана өнүгүшү үчүн энергия берет. Жарык өсүмдүктөрдөгү канттын алмашуусуна фотосинтез, канттын сигнализациясы жана фотопериоддук жөнгө салуу аркылуу таасир этет, ал эми жарык шарттарынын өзгөрүшү өсүмдүк метаболиттеринин өзгөрүшүнө алып келет (Lopes et al., 2024; Zhang et al., 2024). Бул сереп жарыктын өсүмдүктөрдүн фотосинтездик иштешине, өсүшүнө жана өнүгүшүнө, ошондой эле канттын алмашуусуна тийгизген таасирине багытталган. Ошондой эле макалада өсүмдүктөрдүн өсүшүн жөнгө салуу жана түшүмдүүлүгүн жана сапатын жакшыртуу үчүн жарыкты колдонуунун теориялык негизин камсыз кылуу максатында өсүмдүктөрдүн физиологиялык мүнөздөмөлөрүнө жарыктын таасири боюнча изилдөөлөрдүн жүрүшү талкууланат. Жарык менен өсүмдүктөрдүн өсүшүнүн ортосундагы байланыш белгисиз бойдон калууда жана изилдөөнүн потенциалдуу багыттары сунушталат.
Жарыктын көптөгөн касиеттери бар, бирок анын интенсивдүүлүгү жана сапаты өсүмдүктөргө эң чоң таасир этет. Жарыктын интенсивдүүлүгү көбүнчө жарык булагынын жарыктыгын же нурдун күчүн өлчөө үчүн колдонулат. Толкун узундугуна жараша жарыкты ультрафиолет, көрүнүүчү жана инфракызыл деп бөлүүгө болот. Көрүнүүчү жарыкты андан ары кызыл, кызгылт сары, сары, жашыл, көк, индиго жана кызгылт көк деп бөлүүгө болот. Өсүмдүктөр негизинен кызыл жана көк жарыкты фотосинтездин негизги энергиясы катары сиңиришет (Liang et al., 2021).
Бирок, талаада ар кандай жарыктын сапатын колдонуу, фотопериодду көзөмөлдөө жана жарыктын интенсивдүүлүгүнүн өзгөрүшүнүн өсүмдүктөргө тийгизген таасири чечилиши керек болгон татаал көйгөйлөр болуп саналат. Ошондуктан, биз жарык шарттарын рационалдуу пайдалануу өсүмдүктөрдү моделдөө экологиясынын өнүгүшүнө жана материалдарды жана энергияны каскаддык пайдаланууга натыйжалуу көмөктөшөт, ошону менен өсүмдүктөрдүн өсүү натыйжалуулугун жана экологиялык пайдасын жогорулатат деп эсептейбиз. Экологиялык оптималдаштыруу теориясын колдонуу менен, фотосинтезди моделдөөнүн белгисиздигин азайтуу жана моделдин тактыгын жакшыртуу үчүн өсүмдүктөрдүн фотосинтезинин орто жана узак мөөнөттүү жарыкка ыңгайлашуусу Жер системасынын моделине киргизилген (Луо жана Кинан, 2020). Өсүмдүктөр орто жана узак мөөнөттүү жарыкка ыңгайлашууга жакын жана алардын фотосинтетикалык кубаттуулугун жана орто жана узак мөөнөттүү келечекте жарык энергиясын пайдалануу натыйжалуулугун жакшыртууга болот, ошону менен талаада өстүрүүнүн экологиялык моделин натыйжалуураак ишке ашырууга болот. Мындан тышкары, талаада отургузууну колдонууда, өсүмдүктөрдүн дени сак өсүшүнө көмөктөшүү үчүн жарыктын интенсивдүүлүгү өсүмдүктүн түрлөрүнө жана өсүү мүнөздөмөлөрүнө жараша туураланат. Ошол эле учурда, жарыктын сапатынын катышын тууралоо жана табигый жарык циклин симуляциялоо аркылуу өсүмдүктөрдүн гүлдөшүн жана мөмө байлашын тездетүүгө же жайлатууга, ошону менен талаа моделин түзүүнүн экологиялык жактан так жөнгө салынышына жетишүүгө болот.
Өсүмдүктөрдөгү жарык менен жөнгө салынуучу кант алмашуусу өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана өнүгүүсүн, айлана-чөйрөнүн стресс факторлоруна ыңгайлашуусун жана туруктуулугун жакшыртууга өбөлгө түзөт. Канттар сигнал берүүчү молекулалар катары өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана өнүгүүсүн башка сигнал берүүчү молекулалар (мисалы, фитогормондор) менен өз ара аракеттенүү аркылуу жөнгө салат, ошону менен өсүмдүктөрдүн физиологиялык процесстерине таасир этет (Мукаррам жана башкалар, 2023). Биз жарык чөйрөсүн өсүмдүктөрдүн өсүшү жана кант алмашуусу менен байланыштырган жөнгө салуучу механизмдерди изилдөө асылдандыруу жана өндүрүш практикасын жетектөө үчүн натыйжалуу экономикалык стратегия болот деп эсептейбиз. Технологиянын өнүгүшү менен жарык булактарын тандоо боюнча келечектеги изилдөөлөр, мисалы, жасалма жарыктандыруу технологиялары жана светодиоддорду колдонуу, жарыктандыруунун натыйжалуулугун жана өсүмдүктөрдүн түшүмүн жакшыртуу үчүн жүргүзүлүшү мүмкүн, бул өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана өнүгүүсүн изилдөө үчүн көбүрөөк жөнгө салуучу куралдарды берет (Нгкобо жана Бертлинг, 2024). Бирок, кызыл жана көк жарыктын толкун узундуктары өсүмдүктөргө жарыктын сапатынын таасири боюнча учурдагы изилдөөлөрдө эң кеңири колдонулат. Ошентип, кызгылт сары, сары жана жашыл сыяктуу ар түрдүү жарык сапаттарынын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана өнүгүүсүнө тийгизген таасирин изилдөө менен, биз өсүмдүктөргө бир нече жарык булактарынын таасир этүү механизмдерин иштеп чыга алабыз, ошону менен практикалык колдонмолордо жарыктын ар кандай сапаттарын натыйжалуу колдоно алабыз. Бул андан ары изилдөөнү жана өркүндөтүүнү талап кылат. Өсүмдүктөрдүн өсүшүнүн жана өнүгүшүнүн көптөгөн процесстери фитохромдор жана фитогормондор менен жөнгө салынат. Ошондуктан, спектрдик энергиянын жана эндогендик заттардын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө өз ара аракеттенүүсүнүн таасири келечектеги изилдөөлөрдүн негизги багыты болот. Андан тышкары, ар кандай жарык шарттарынын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана өнүгүшүнө, канттын алмашуусуна, ошондой эле өсүмдүктөргө бир нече экологиялык факторлордун синергетикалык таасирине таасир этүүчү молекулярдык механизмдерди терең изилдөө ар кандай өсүмдүктөрдүн потенциалын андан ары өнүктүрүүгө жана пайдаланууга өбөлгө түзөт, бул аларды айыл чарбасы жана биомедицина сыяктуу тармактарда колдонууга мүмкүндүк берет.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 11-сентябры