Qu’est-ce que l’état photostationnaire phytochrome (EPS) ?
Introduction | État photostationnaire des phytochromes
Plants undergo complex transformations throughout their lifecycle, from seedling to sprout and eventually to a flowering plant.
Ces processus sont étroitement régulés par des facteurs environnementaux tels que la lumière. Au cœur de cette régulation se trouve l’état photostationnaire des phytochromes (PSS), une mesure essentielle qui aide les plantes à répondre à l’équilibre entre la lumière rouge et la lumière rouge lointaine.
Comprendre le PSS n’est pas seulement un exercice théorique : il revêt une importance pratique pour l’agriculture moderne. Avec l’avènement des lampes de culture avancées et des outils de mesure de précision, les agriculteurs peuvent désormais exploiter le PSS pour optimiser la croissance des plantes en intérieur, en simulant les conditions saisonnières pour réguler les cycles de floraison et de production.
Cette innovation ouvre des possibilités de rendements agricoles constants et efficaces, même dans des environnements contrôlés.
Qu’est-ce que le PSS (Phytochrome Photostationary State) ?
Qu’est-ce que le PSS (état photostationnaire du phytochrome))? Les plantes passent de la plantule à la pousse, à la plante à fleurs pendant certains mois – mais comment savent-elles quand se transformer ?
Pour de nombreuses plantes, cette transformation saisonnière est favorisée par la position et la durée du Soleil lorsqu’il traverse le ciel. Nous examinerons une mesure de la lumière appelée PSS pour voir comment nous pouvons utiliser Grow Lights pour déclencher le même changement chez les plantes d’intérieur.
Cela a de nombreuses ramifications pratiques pour les usines d’usines car elles peuvent simuler les saisons et réguler la production tout au long de l’année. Par exemple, vous pouvez programmer la croissance de vos roses pour qu’elles passent du semis à la germination et à la floraison, juste à temps pour la Saint-Valentin.
Comment une plante sait-elle quand elle doit germer ?
« Comment la position et la durée du soleil déclenchent-elles la photomorphogenèse (c’est-à-dire le changement de forme provoqué par la lumière) ?
Il existe dans les graines (et les plantes) un photorécepteur (protéine) appelé phytochrome qui absorbe la lumière rouge. Son état d’origine ou isoforme est appelé Pr (le « r » signifiant lumière rouge). Lorsque ce phytochrome absorbe un photon de lumière rouge, il change d’état physique de Pr à Pfr (« fr » signifie rouge lointain). Lorsque le Pfr absorbe un photon rouge lointain, il redevient Pr.
Phytochrome
Représentation phytochrome moléculaire rouge/rouge lointain
La lumière du soleil contient à la fois de la lumière rouge et de la lumière rouge lointaine, mais pendant la journée, la lumière du soleil contient plus de lumière rouge que de lumière rouge lointaine. Cela signifie que plus de Pr est transformé en Pfr que l’inverse. La nuit, cependant, les phytochromes Pfr se dégradent naturellement pour revenir au Pr. En effet, pendant la journée, la concentration en Pfr augmente. Pendant la nuit, la concentration des Pr augmente.
C’est un jeu de phytochromes Pr et Pfr en hausse et en baisse. Le rapport entre les deux va changer car les jours sont plus longs en été. Et la concentration de Pfr à Pr finira par atteindre un seuil qui déclenche la photomorphogenèse, la transformation de la graine en germe.
Pendant les mois d’hiver, où le soleil est plus bas à l’horizon et les jours plus courts, c’est l’inverse. Pendant la journée, les phytochromes Pr se transforment encore en phytochromes Pfr, et Pfr en Pr. Cependant, davantage de phytochromes Pfr sont dégradés en Pr à cause des nuits plus longues. La concentration plus faible de Pfr à Pr empêche la photomorphogénèse.
Le rapport entre la lumière rouge et la lumière rouge lointaine de la lumière solaire joue un rôle essentiel dans le déclenchement de la photomorphogenèse, qui est pilotée par l’interaction entre les phytochromes Pr et Pfr. Ce processus est essentiel au développement des plantes, et l’état photostationnaire des phytochromes (PSS) sert de mesure mesurable pour comprendre et contrôler ces changements chez les plantes.
Comment faire germer une plante avec un Grow Light ?
Si vous pouvez contrôler le rapport de la lumière rouge à la lumière rouge lointaine, vous pouvez contrôler le rapport de Pr à Pfr et ensuite réguler la photomorphogenèse dans les graines et dans la floraison des plantes.
Le phytochrome PSS ou état photostationnaire du phytochrome est simplement le rapport entre les phytochromes Pr et l’ensemble des phytochromes Pr + Pfr.
Bien sûr, on ne peut pas compter directement les phytochromes Pfr et Pr d’un semis pour déterminer ce rapport. Cependant, vous pouvez mesurer comment une source de lumière va influencer ce rapport, car la lumière rouge est corrélée avec Pr et la lumière rouge lointaine est corrélée avec Pfr. Comme vous pouvez le voir, le calcul du PSS pour la lumière a la même structure que le PSS calculé pour les phytochromes.
Voir Phytochrome et PSS par Ian Ashdown « All things Lighting » 20190215
Un PSS plus élevé favorisera l’inhibition de la photomorphogenèse.
Un PSS plus faible favorisera la photomorphogenèse
Le PSS est essentiellement un rapport de Pr à Pfr
Lumières LED et PSS
Les lampes LED ont révolutionné l’agriculture d’intérieur, car leur distribution de puissance spectrale (SPD) peut être réglée avec précision pour des longueurs d’onde spécifiques requises pour la photosynthèse. Cette précision permet aux producteurs de plantes de simuler les conditions de lumière naturelle et d’optimiser les cycles de croissance des plantes plus efficacement que jamais. Pour les producteurs de plantes, la compréhension de l’état photostationnaire du phytochrome (PSS) permet un contrôle plus ciblé de la croissance et de la floraison des plantes. En ajustant soigneusement l’équilibre entre la lumière rouge et la lumière rouge lointaine, les producteurs peuvent influencer des processus clés comme la photomorphogenèse et les calendriers de floraison, faisant du PSS une mesure inestimable dans la culture moderne des plantes.
Cependant, pour obtenir le PSS optimal pour la croissance des plantes, il faut des mesures précises, c’est pourquoi des outils comme le spectromètre PG200N sont essentiels. Ces instruments permettent de garantir que le spectre lumineux est précisément adapté aux besoins spécifiques des plantes, améliorant ainsi à la fois l’efficacité et les résultats de l’agriculture en intérieur.
Plantes à fleurs et PSS
Les plantes suivent les mêmes mécanismes de base pour fleurir à certaines périodes de l’année. Cependant, des plantes différentes fleurissent à des saisons différentes. Certaines plantes fleurissent lorsque les jours sont plus longs (en été) – nous les appelons « plantes à longs jours ». D’autres peuvent fleurir lorsque les jours sont plus courts (sprint/hiver) – on les appelle « plantes à jours courts ». Comme vous l’avez peut-être deviné, le seuil du ratio PSS pour déclencher la floraison est opposé entre les plantes de jour long et celles de jour court.
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Contrôler les saisons
Si les agriculteurs peuvent mettre en œuvre avec précision les stratégies PSS et contrôler les activités saisonnières des plantes, cela a des ramifications importantes pour l’industrie de l’agriculture d’intérieur. Avec l’avènement des nouvelles technologies LED et des spectromètres rentables, les possibilités sont plus prometteuses que jamais.
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