The influence of lighting spectral composition on physiological response of potato in vitro

Authors

  • Alexandra Mikhailovna Varushkina Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
  • Azalia Ildarovna Yakhina Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
  • Alisa Sergeevna Shirinkina Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
  • Lybov Gennadevna Tsoma Perm Agricultural Research Institute
  • Anna Leonidovna Latypova Perm Agricultural Research Institute

DOI:

https://doi.org/10.28983/asj.y2021i4pp8-11

Keywords:

potato, Solanum tuberosum L., photosynthesis, microclonal propagation, light-emitting diode irradiators;, LED-lamps, light spectral composition

Abstract

The microclonal (in vitro) propagation of the original potato plants is important stage in the cultivation of high-quality seed potato. The appropriate microclimate parameters (illumination, temperature, air humidity) are to be maintained in phytotrons for optimal clones’ growth. It is necessary to consider the specific response of potato varieties and, according to it, carefully select the lighting spectral composition. The purpose of the work was to study the effect of various light sources on the morphological parameters of 22 varieties of potato microplants. 10 clones of every variety were selected for the experiment after the initial multi-varietal analysis. After 27 days of cultivation, growth parameters were measured: root length, plant height and the number of internodes. The light sources were light-emitting diode (LED) irradiators ECOLED-BIO-195W-D120 FMatrix IP66, ECOLED-BIO-112-185W-D120 UniversalLED, and 3-ECOLED-60-LX Fito IP65 (“SET” ltd). For the first time, data on the lighting effect on a large sample of potato varieties were obtained, demonstrating significant differences in the physiological response of plants to lighting conditions. According to the research results, it was shown that ECOLED-60-LX Fito IP65 was the optimal source of photosynthetically active radiation for plants among the studied LED-lamps, providing a positive effect on the growth parameters of potato plants, including plants height, length of roots and internodes amount.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Alexandra Mikhailovna Varushkina, Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Junior Researcher

Azalia Ildarovna Yakhina, Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Junior Researcher

Alisa Sergeevna Shirinkina, Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Junior Researcher

Lybov Gennadevna Tsoma, Perm Agricultural Research Institute

Candidate of Agricultural Sciences

Anna Leonidovna Latypova, Perm Agricultural Research Institute

Researcher

References

Варушкина А.М., Луговская Н.П., Максимов А.Ю. Рост и продуктивность картофеля (solanum tuberosum L.) в условиях светокультуры // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. – 2019. – № 2. – С. 37–46.

Гранкова Л.И., Савина О.В. Выращивание пробирочных растений картофеля с использованием некогерентного красного света // Научно-практические аспекты инновационных технологий возделывания и переработки картофеля / ФГБОУ ВПО РГАТУ. – Рязань, 2015. – С. 62–66.

Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В., Карначук Р.А. Селективный свет и продуктивность растений картофеля в условиях in vitro и гидропонного культивирования // Актуальные проблемы картофелеводства: фундаментальные и прикладные аспекты. – Томск, 2018. – С. 215–218.

Коновалова И. О. Определение оптимальных параметров светодиодного освещения листовых овощных культур применительно к витаминной космической оранжерее: дисс… канд. биол. наук / Коновалова И.О. – М., 2016. – 177 с.

Медведев С.С. Физиология растений. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 36.

Никонович Т.В., Шпак М.Ю., Левый А.В. Влияние спектрального состава света на морфофизиологические реакции растений-регенерантов Solanum tuberosum в условиях культуры in vitro // Редакционная коллегия. – 2014. – Т. 18. – С. 183–190.

Оптимизация условий освещения при культивировании микроклонов Solanum tuberosum L. сорта Луговской in vitro / И.Ф. Головацкая [и др.] // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. – 2013. – № 4(24). – С. 133–144.

Особенности светового режима гидропонного культивирования оздоровленных растений картофеля нематодоустойчивого сорта Фреско для высокопродуктивного выхода миниклубней / В.Ф. Дорофеев [и др.] // Современная микробиология и биотехнология глазами молодых исследователей: материалы всероссийской научной конференции. – Томск, 2014. – С. 8–11.

. Протасова Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Физиология растений. – 1987. – Т. 34. – №. 4. – С. 812–822.

Роль селективного света в морфогенезе микроклонов Solanum tuberosum L. сорта Накра in vitro / В.А Никиткин [и др.] // Биотехнология, биоинформатика и геномика растений и микроорганизмов. – Томск, 2016. – С. 72–75.

Технологический процесс производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля: практическое руководство / А.М. Малько [и др.]; под ред. А.М. Малько, Б.В. Анисимова. – М., 2017. – 64 с.

Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы // Новосибирск, 2000. – 213 с.

Удобрения как эффективный прием повышения устойчивости картофеля к болезням в условиях степного Поволжья / А.А. Моисеев [и др.] // Аграрный научный журнал. – 2020. – № 4. – С. 31–36.

Федорова Ю.Н., Лебедева Н.В. Влияние света разного спектрального состава на рост растений картофеля in vitro // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. – 2016. – № 4. – С. 2–7.

Фотосинтез и продуктивность растений картофеля в условиях различного спектрального облучения / Ю.Ц. Мартиросян [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2013. – №. 1. – С. 107–112.

Янчевская Т.Г., Ковалева О.А. Стимулирование морфообразовательных процессов в меристемных растениях картофеля (фела.) под действием ультрафиолетового облучения В-диапазона // Физиология растений и генетика. – 2015. – Т. 47. – № 4. – С. 287–295.

Emerson R., Chalmers R., Cederstrand C. Some factors influencing the long-wave limit of photosynthesis // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1957, Vol. 43, No 1, Р. 133.

Son K.H., Oh M.M. Leaf shape, growth, and antioxidant phenolic compounds of two lettuce cultivars grown under various combinations of blue and red light-emitting diodes // HortScience, 2013, Vol. 48, No 8, Р. 988–995.

Published

2021-04-22

Issue

Section

Agronomy