フィトクロム光定常状態（PSS）とは何ですか？

執筆者 marketing | 2021/02/22 | Blogs, グローライト, 照明メトリクス | コメント0件

はじめに | フィトクロムの光定常状態

植物は、苗から芽、そして最終的には開花植物に至るまで、そのライフサイクルを通じて複雑な変化を遂げます。

これらのプロセスは、光などの環境要因によって複雑に制御されています。この制御の中心にあるのは、植物が赤色光と遠赤色光のバランスに反応するのに役立つ重要な指標であるフィトクロム光定常状態 (PSS) です。

PSS を理解することは単なる学問的な作業ではなく、現代の農業にとって実用的な意味を持ちます。高度な栽培用ライトと精密測定ツールの登場により、農家は PSS を利用して屋内での植物の成長を最適化し、季節条件をシミュレートして開花と生産サイクルを調整できるようになりました。

この革新により、制御された環境でも、一貫性と効率性に優れた農業生産の機会が生まれます。

PSS (Phytochrome Photostationary State)とは？
植物はどのようにして発芽するかを知るのですか？
LEDライトとPSS
顕花植物とPSS

PSS (Phytochrome Photostationary State)とは？

PSS（フィトクロム光定常状態）とは)? 植物は、特定の月の間に実生から発芽、顕花植物へと変化しますが、いつ変化するかをどうやって知るのでしょうか。

多くの植物にとって、この季節的な変化は、太陽が空を横切るときの太陽の位置と持続時間によって促進されます。 PSSと呼ばれるライトメトリックを見て、グローライトを使用して屋内植物で同じ変化をトリガーする方法を確認します。

これは、季節をシミュレートし、年間を通じて生産を規制できるため、植物工場に多くの実際的な影響を及ぼします。たとえば、バレンタインデーにちょうど間に合うように、バラの成長を苗から芽、花へとタイミングを合わせることができます。

植物はどのようにして発芽するかを知るのですか？

「太陽の位置と持続時間はどのように光形態形成（すなわち、光によって引き起こされる形の変化）を引き起こしますか？

種子（および植物）には、赤色光を吸収するフィトクロムと呼ばれる光受容体（タンパク質）があります。その元の状態またはアイソフォームは Pr（「r」は赤色光を表します）と呼ばれます。このフィトクロムが赤色光子を吸収すると、その物理的状態がPrからPfrに変化します（「fr」は遠赤色を意味します）。 Pfrが遠赤色の光子を吸収すると、Prに戻ります。

フィトクロム

フィトクロム分子の赤/遠赤の表現

太陽光には赤色光と遠赤色光の両方が含まれていますが、日中は、太陽光には遠赤色光よりも多くの赤色光が含まれています。これは、より多くのPrがPfrに変換されることを意味します。しかし、夜になると、Pfrフィトクロムは自然に分解してPrに戻ります。事実上、日中、Pfr濃度は上昇します。夜間、Pr濃度が上昇します。

これは、PrとPfrのフィトクロムの上昇と下降の相互作用です。夏は日が長くなるため、この2つの比率は変化します。そして、PfrからPrへの濃度は、最終的には光形態形成、つまり種子から芽への変換を引き起こす閾値に達します。

太陽が地平線に低く位置し、日が短くなる冬の間は、その逆になります。日中、PrフィトクロムはまだPfrフィトクロムに、PfrはPrに変化しています。ただし、夜が長くなるため、より多くのPfrフィトクロムが分解されてPrに戻ります。 Prに対するPfrの濃度が低いと、光形態形成が妨げられます。

太陽光中の赤色光と遠赤色光の比率は、Pr フィトクロムと Pfr フィトクロムの相互作用によって駆動される光形態形成を誘発する上で重要な役割を果たします。このプロセスは植物の発育に不可欠であり、フィトクロム光定常状態 (PSS) は、植物におけるこれらの変化を理解し、制御するための測定可能な指標として機能します。

どうすればグローライトで植物を発芽させることができますか？

赤色光と遠赤色光の比率を制御できれば、PrとPfrの比率を制御し、その後、種子や植物の開花における光形態形成を制御できます。

フィトクロムPSSまたはフィトクロム光定常状態は、PrフィトクロムとPr + Pfrフィクロームの集合体の比率です。

もちろん、実生のPfrおよびPrフィトクロムを直接数えてこの比率を決定することはできません。ただし、赤色光はPrと相関し、遠赤色光はPfrと相関するため、光源がこの比率にどのように影響するかを測定できます。ご覧のとおり、光のPSS計算は、フィトクロムのPSS計算と同じ構造です。

IanAshdownによるフィトクロムとPSS「AllthingsLighting」20190215を参照してください。

より高いPSSは、光形態形成の阻害に有利に働きます。

より低いPSSは光形態形成に有利に働きます

PSSは基本的にPrとPfrの比率です

LEDライトとPSS

LED ライトは、光合成に必要な特定の波長に合わせてスペクトル電力分布 (SPD) を正確に調整できるため、屋内農業に革命をもたらしました。この精度により、植物栽培者は自然光条件をシミュレートし、植物の成長サイクルをこれまで以上に効率的に最適化できます。植物栽培者にとって、フィトクロム光定常状態 (PSS) を理解することは、植物の成長と開花をより的確に制御することを可能にします。栽培者は、赤色光と遠赤色光のバランスを慎重に調整することで、光形態形成や開花スケジュールなどの重要なプロセスに影響を与えることができるため、PSS は現代の植物栽培において非常に貴重な指標となっています。

しかし、植物の成長に最適な PSS を実現するには正確な測定が必要であり、そのために PG200N 分光計のようなツールが不可欠です。これらの機器は、光スペクトルが植物の特定のニーズに合わせて正確に調整されることを保証し、屋内農業の効率と成果の両方を向上させます。

顕花植物とPSS

植物は一年の特定の時期に開花するための同じ基本的なメカニズムに従います。ただし、さまざまな植物がさまざまな季節に開花します。日が長くなると（夏）開花する植物もあります。これを「長日植物」と呼びます。他の人は日が短いとき（スプリント/冬）に開花することができます-それらは「短日植物」と呼ばれます。ご想像のとおり、開花を誘発するPSS比のしきい値は、長日植物と短日植物では逆です。