Физиолого-биохимические механизмы устойчивости растений к круглосуточному освещению

Актуальность и важность тематики проекта определяется тем, что выращивание растений в условиях длинных фотопериодов, в частности, при круглосуточном освещении (при относительно невысокой плотности потока фотонов), потенциально считается одиним из способов экономии ресурсов и повышения продуктивности растений (интенсивная светокультура) в теплицах и на «фабриках растений». В естественных условиях на значительных по площади территориях (в Арктике и Субарктике) в период активной вегетации растения также подвергаются круглосуточному освещению. Однако на сегодня отсутствует понимание и единое мнение относительно механизмов, определяющих реакцию растений на круглосуточное освещение. В литературе имеются гипотезы и предположения относительно причин повреждения растений, вызванных круглосуточным освещением (гипераккумуляция крахмала, постоянное фотоокислительное воздействие, сигнальное воздействие на фоторецепторы и циркадная асинхрония), но однозначные результаты в их поддержку, а тем более надежные доказательства пока отсутствуют. В рамках данного проекта впервые будет проведено комплексное исследование влияния круглосуточного освещения на растения, которое позволит сопоставить фотозащитные процессы и механизмы их регуляции с одной стороны, у устойчивых растений, к которым относится ряд сельскохозяйственных культур, а также многие представители флоры высоких широк (Субарктика и Арктика), которые хорошо адаптированы к условиям длинного полярного дня, а с другой стороны, у светочувствительных сельскохозяйственных культур, у которых в условиях круглосуточного освещения развиваются фотоповреждения листьев. В ходе проекта будет установлена значимость суточного интеграла радиации («суммарного освещения») в реакциях растений на круглосуточное освещение и роль онтогенетической изменчивости в чувствительности растений к круглосуточному освещению. Впервые будет проведена оценка возможности устранения фотоповреждения листьев с помощью веществ, обладающих выраженными антиоксидантными свойствами (мелатонин, эпибрассинолид). Полученные результаты будут иметь фундаментальное значение для понимания механизмов устойчивости и адаптации растений к круглосуточному освещению, а также будут необходимы при разработке способов оптимизации световой среды с целью интенсификации технологии светокультуры, как одного из путей повышения экономической эффективности растениеводства в условиях контролируемого климата (теплицы и так называемые «фабрики растений»).