¿Qué es el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS)?
Introducción | Estado fotoestacionario del fitocromo
Las plantas experimentan transformaciones complejas a lo largo de su ciclo de vida, desde la plántula hasta el brote y, finalmente, hasta la planta con flores.
Estos procesos están regulados de forma intrincada por factores ambientales como la luz. En el centro de esta regulación se encuentra el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS), una métrica fundamental que ayuda a las plantas a responder al equilibrio de la luz roja y roja lejana.
Comprender el PSS no es solo un ejercicio académico: tiene importancia práctica para la agricultura moderna. Con la llegada de luces de cultivo avanzadas y herramientas de medición de precisión, los agricultores ahora pueden aprovechar el PSS para optimizar el crecimiento de las plantas en interiores, simulando las condiciones estacionales para regular los ciclos de floración y producción.
Esta innovación abre oportunidades para obtener rendimientos agrícolas consistentes y eficientes, incluso en entornos controlados.
¿Qué es el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS)?
¿Qué es el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS)?)? Las plantas pasan de plántulas a brotes y a plantas con flores durante ciertos meses, pero ¿cómo saben cuándo transformarse?
Para muchas plantas, esta transformación estacional se ve favorecida por la posición y la duración del Sol a su paso por el cielo. Estudiaremos una métrica de luz llamada PSS para ver cómo podemos utilizar las luces de cultivo para provocar el mismo cambio en las plantas de interior.
Esto tiene muchas ramificaciones prácticas para las fábricas de plantas, ya que pueden simular las estaciones y regular la producción a lo largo del año. Por ejemplo, puede programar el crecimiento de sus rosas para que pasen de la plántula al brote y la flor, justo a tiempo para el día de San Valentín.
¿Cómo sabe una planta cuándo debe brotar?
«¿Cómo la posición y la duración del sol desencadenan la fotomorfogénesis (es decir, el cambio de forma provocado por la luz)?
Hay un fotorreceptor (proteína) en las semillas (y plantas) llamado fitocromo que absorbe la luz roja; su estado original o isoforma se llama Pr (la “r” representa luz roja). Cuando este fitocromo absorbe un fotón de luz roja, cambia su estado físico de Pr a Pfr («fr» significa rojo lejano). Cuando el Pfr absorbe un fotón rojo lejano, vuelve a cambiar a Pr.
Fitocromo
Representación del rojo/rojo molecular del fitocromo
La luz solar contiene tanto luz roja como luz roja lejana, pero durante el día, la luz solar contiene más luz roja que luz roja lejana. Significa que se transforma más Pr en Pfr que a la inversa. Por la noche, sin embargo, los fitocromos Pfr se degradan naturalmente de nuevo a Pr. En efecto, durante el día, la concentración de Pfr aumenta. Durante la noche, la concentración de Pr aumenta.
Se trata de una interacción de los fitocromos Pr y Pfr en ascenso y descenso. La proporción entre ambos cambiará porque los días son más largos en verano. Y la concentración de Pfr a Pr acabará alcanzando un umbral que desencadena la fotomorfogénesis, la transformación de semilla a brote.
En los meses de invierno, cuando el sol está más bajo en el horizonte y los días son más cortos, ocurre lo contrario. Durante el día, los fitocromos Pr siguen cambiando a fitocromos Pfr, y los Pfr a Pr. Sin embargo, más fitocromos Pfr se degradan de nuevo a Pr debido a las noches más largas. La menor concentración de Pfr a Pr impide la fotomorfogénesis.
La relación entre la luz roja y la luz roja lejana en la luz solar desempeña un papel fundamental en el desencadenamiento de la fotomorfogénesis, que es impulsada por la interacción entre los fitocromos Pr y Pfr. Este proceso es esencial para el desarrollo de las plantas, y el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS) sirve como una métrica mensurable para comprender y controlar estos cambios en las plantas.
¿Cómo se consigue que una planta brote con una luz de cultivo?
Si se puede controlar la relación entre la luz roja y la luz roja lejana, se puede controlar la relación entre la Pr y la Pfr y, posteriormente, regular la fotomorfogénesis en las semillas y en la floración de las plantas.
El fitocromo PSS o estado fotoestacionario de los fitocromos es simplemente la relación entre los fitocromos Pr y el conjunto de fitocromos Pr + Pfr.
Por supuesto, no se pueden contar directamente los fitocromos Pfr y Pr en una plántula para determinar esta proporción. Sin embargo, se puede medir cómo influye una fuente de luz en esta relación, ya que la luz roja se correlaciona con el Pr y la luz roja lejana se correlaciona con el Pfr. Como puede ver, el cálculo de la PSS para la luz tiene la misma estructura que la PSS calculada para los fitocromos.
Ver Fitocromo y PSS por Ian Ashdown «All things Lighting» 20190215
Un PSS más alto favorecerá la inhibición de la fotomorfogénesis.
Un PSS más bajo favorecerá la fotomorfogénesis
El PSS es básicamente una relación entre Pr y Pfr
Luces LED y PSS
Las luces LED han revolucionado la agricultura de interior, ya que su distribución de potencia espectral (SPD) se puede ajustar con precisión para las longitudes de onda específicas necesarias para la fotosíntesis. Esta precisión permite a los cultivadores de plantas simular las condiciones de luz natural y optimizar los ciclos de crecimiento de las plantas de manera más eficiente que nunca. Para los cultivadores de plantas, comprender el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS) permite un control más específico del crecimiento y la floración de las plantas. Al ajustar cuidadosamente el equilibrio de la luz roja y roja lejana, los cultivadores pueden influir en procesos clave como la fotomorfogénesis y los cronogramas de floración, lo que hace que el PSS sea una métrica invaluable en el cultivo de plantas moderno.
Sin embargo, lograr el PSS óptimo para el crecimiento de las plantas requiere mediciones precisas, por lo que herramientas como el espectrómetro PG200N son esenciales. Estos instrumentos ayudan a garantizar que el espectro de luz se adapte con precisión a las necesidades específicas de las plantas, lo que mejora tanto la eficiencia como los resultados en la agricultura de interior.
Plantas con flores y PSS
Las plantas siguen los mismos mecanismos básicos para florecer en determinadas épocas del año. Sin embargo, diferentes plantas florecerán en diferentes estaciones. Algunas plantas florecen cuando los días son más largos (en verano); las llamamos «plantas de día largo». Otras pueden florecer cuando los días son más cortos (sprint/invierno) – se llaman «plantas de día corto». Como habrá adivinado, el umbral de la proporción de PSS para desencadenar la floración es opuesto entre las plantas de día largo y las de día corto.
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Controlar las estaciones
Si los agricultores pueden aplicar con precisión las estrategias de PSS y controlar las actividades estacionales de las plantas, esto tiene importantes ramificaciones para la industria de la agricultura de interior. Con la llegada de nuevas tecnologías LED y espectrómetros económicos, las oportunidades son más prometedoras que nunca.
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