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¿Qué es el estado fotoestacionario del fitocromo (PSS)?

por | 2021/03/09 | blogs, Luces de cultivo

PSS – De plántula a brote a planta floreciente

¿Qué es el 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 (célula) en las semillas llamado fitocromo que absorbe la luz roja – su estado original o isoforma se llama Pr (la “r” significa 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, donde 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.

¿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

Los LEDs han tenido un gran impacto en la agricultura, porque el SPD puede ajustarse a las longitudes de onda necesarias para la fotosíntesis. La iluminación agrícola de interior es ahora más eficiente y ahorrativa que nunca. Y ahora estas mismas tecnologías pueden aplicarse a la fotomorfogénesis y a la luz roja/roja lejana.

Sin embargo, los LEDs son intrínsecamente imprecisos (Binning y CCT) y se plantea la cuestión de acertar con los objetivos de longitud de onda con precisión.

Durante mucho tiempo, no se disponía de instrumentos de medición de luz de precisión para medir y aplicar con exactitud la luz roja y roja lejana. De ahí la importancia de productos como el espectrómetro PG200N, un dispositivo portátil con mediciones de precisión para ayudar a los agricultores a obtener las mejores luces para las estrategias de cultivo basadas en el PSS.

pg200n and red-blue LED

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.

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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