Проекты Отдела комплексных научных исследований КарНЦ РАН

Актуальность и важность тематики проекта определяется тем, что выращивание растений в условиях длинных фотопериодов, в частности, при круглосуточном освещении (КО) (при относительно невысокой плотности потока фотонов), потенциально считается одним из способов экономии ресурсов и повышения продуктивности растений (интенсивная светокультура) в теплицах и на так называемых «фабриках растений». В естественных условиях на значительных по площади территориях (в Арктике и Субарктике) в период активной вегетации растения подвергаются КО. Однако, на сегодня отсутствует понимание и единое мнение относительно механизмов, определяющих реакцию растений на КО. В литературе высказано несколько гипотез и предположений относительно причин повреждения растений, вызванных КО (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 КО 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 широт (территории Субарктики и Арктики), хорошо адаптированные к условиям длинного полярного дня, а с другой стороны, у светочувствительных сельскохозяйственных культур, у которых в условиях КО наблюдается фотоповреждение листьев. В ходе проекта будет установлена значимость суточного интеграла радиации («суммарного освещения») в реакциях растений на КО и роль онтогенетической изменчивости в чувствительности растений к КО. Впервые будет проведена оценка возможности предупреждения 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 КО, а также явятся теоретической основой для разработки способов оптимизации световой среды с целью интенсификации технологии светокультуры, как одного из путей повышения экономической эффективности растениеводства в условиях контролируемого климата (теплицы и «фабрики растений»).