Фотобіотехнологія рослин : вплив спектрального складу світла на шляхи морфогенезу in vitro

Abstract

В роботі досліджувалися наукові публікації та експериментальні роботи на вплив різного спектрального складу світла на шляхи морфогенезу in vitro та можливі причинно-наслідкові зміни в метаболічному профілі рослин, для майбутнього використання даних при вирощуванні рослин із потрібними характеристиками, що в особливості підходить для лікарських рослин. Дослідженням встановлено, що червоний, синій спектри світла є оптимальними на вплив змін у морфогенезі рослин в умовах in vitro, та їх метаболічного профілю у більшості випадків. Однак кожен вид рослин повинен бути проаналізований окремо. Бо ті самі спектри світла, можуть проявляти інгібуючий ефект на морфогенез чи утворення вторинних метаболітів. Загалом проаналізовано 21 родина та 40 представників на відповідь різному спектру світла при морфогенезі рослин, де були представлена дія п’яти спектрів в монохроматичному та комбінованому типі. На зміну концентрації вторинних метаболітів проаналізовано 14 родин та 24 представника при дії чотирьох різних спектрів. На детальному прикладі лікарської рослини W. somnifera було показано, що вплив різного спектру світла пов’язаний з оксидантним стресом та механізмом його уникнення, що впливає на вторинні метаболіти та морфогенез рослин в умовах культивування in vitro.

This study investigates the effects of different spectral compositions of light on morphogenesis pathways in vitro and potential changes in the metabolic profile of plants. This data might be used for cultivating plants with desired characteristics, particularly suitable for medicinal plants. The study has established that red and blue light spectra are optimal for influencing alterations in plant morphogenesis under in vitro conditions and their metabolic profiles in most cases. However, each plant species should be analyzed separately. An optimal spectrum light may exhibit inhibitory potential on morphogenesis or the formation of secondary metabolites. Overall, 21 families and 40 representatives were analyzed for their response to five spectra in both monochromatic and combined types during plant morphogenesis. The influence on the concentration of secondary metabolites was analyzed for 14 families and 24 representatives under the action of four different light spectra. It was studied influence of different light spectra in the medicinal plant W. somnifera. It causes plant oxidative stress and activates mechanisms of reactive oxygen species elimination. This mechanism affects secondary metabolites production and plant morphogenesis in different in vitro cultivation conditions.