Светлост обезбеђује биљкама енергију потребну за фотосинтезу, омогућавајући им да производе органску материју ипретварају енергију током раста и развојаСветлост обезбеђује биљкама неопходну енергију и основа је за деобу и диференцијацију ћелија, синтезу хлорофила, раст ткива и кретање стомата. Интензитет светлости, фотопериод и квалитет светлости играју важну улогу у овим процесима. Метаболизам шећера код биљака укључује многе регулаторне механизме. Светлост, као један од регулаторних фактора, утиче на састав ћелијског зида, грануле скроба, синтезу сахарозе и формирање васкуларних снопова. Слично томе, у контексту метаболизма шећера регулисаног светлошћу, погођени су и типови шећера и гени. Испитали смо постојеће базе података и пронашли мало релевантних прегледа. Стога, овај чланак сумира ефекте светлости на раст и развој биљака, као и на метаболизам шећера и детаљније разматра механизме утицаја светлости на биљке, пружајући нове увиде у регулаторне механизме раста биљака под различитим светлосним условима.
Светлост обезбеђује енергију за фотосинтезу биљака и делује као сигнал из животне средине који регулише вишеструке аспекте физиологије биљака. Биљке могу да осете промене у спољашњим светлосним условима путем различитих фоторецептора као што су фитохроми и фототропини и да успоставе одговарајуће сигналне путеве за регулисање свог раста и развоја. У условима слабог осветљења, укупни садржај суве материје биљке се смањује, као и брзина фотосинтезе, брзина транспирације, стоматална проводљивост и пречник стабљике. Поред тога, интензитет светлости је критична варијабла која регулише процесе као што су клијање биљака, пролиферација и ширење листова, развој стомата, фотосинтеза и деоба ћелија. Квалитет светлости који се преноси кроз фоторецепторе регулише цео животни циклус биљака, при чему различити квалитет светлости има различите ефекте на морфологију биљака, фотосинтезу, раст и развој органа. Биљке могу да регулишу свој раст и развој као одговор на фотопериод, што подстиче процесе као што су клијање семена, цветање и сазревање плодова. Такође је укључена у реакције биљака на неповољне факторе, прилагођавајући се различитим сезонским променама (Bao et al., 2024; Chen et al., 2024; Shibaeva et al., 2024).
Шећер, основна супстанца за раст и развој биљака, пролази кроз сложен процес транспорта и акумулације на који утичу и регулишу га вишеструки фактори. Метаболизам шећера у биљкама обухвата синтезу, катаболизам, коришћење и трансформацију шећера у биљкама, укључујући транспорт сахарозе, трансдукцију сигнала и синтезу скроба и целулозе (Kudo et al., 2023; Li et al., 2023b; Lo Piccolo et al., 2024). Метаболизам шећера ефикасно користи и регулише шећере, учествује у адаптацији биљака на промене у окружењу и обезбеђује енергију за раст и развој биљака. Светлост утиче на метаболизам шећера у биљкама путем фотосинтезе, сигнализације шећера и регулације фотопериода, при чему промене светлосних услова узрокују промене у биљним метаболитима (Lopes et al., 2024; Zhang et al., 2024). Овај преглед се фокусира на ефекте светлости на фотосинтетске перформансе биљака, раст и развој, и метаболизам шећера. Чланак такође разматра напредак у истраживању ефеката светлости на физиолошке карактеристике биљака, са циљем да се пружи теоријска основа за коришћење светлости за регулацију раста биљака и побољшање приноса и квалитета. Однос између светлости и раста биљака остаје нејасан и сугерише потенцијалне правце истраживања.
Светлост има много својстава, али њен интензитет и квалитет имају највећи утицај на биљке. Интензитет светлости се обично користи за мерење осветљености извора светлости или јачине снопа. На основу таласне дужине, светлост се може поделити на ултраљубичасту, видљиву и инфрацрвену. Видљива светлост се даље дели на црвену, наранџасту, жуту, зелену, плаву, индиго и љубичасту. Биљке првенствено апсорбују црвену и плаву светлост као примарну енергију за фотосинтезу (Liang et al., 2021).
Међутим, примена различитог квалитета светлости на пољу, контрола фотопериода и ефекти промена интензитета светлости на биљке су сложени проблеми које је потребно решити. Стога верујемо да рационално коришћење светлосних услова може ефикасно промовисати развој екологије моделирања биљака и каскадно коришћење материјала и енергије, чиме се побољшава ефикасност раста биљака и еколошке користи. Користећи теорију еколошке оптимизације, прилагодљивост фотосинтезе биљака средњорочној и дугорочној светлости је укључена у модел Земљиног система како би се смањила несигурност моделирања фотосинтезе и побољшала тачност модела (Luo and Keenan, 2020). Биљке имају тенденцију да се прилагоде средњорочној и дугорочној светлости, а њихов фотосинтетски капацитет и ефикасност коришћења светлосне енергије на средњи и дуги рок могу се побољшати, чиме се ефикасније постиже еколошко моделирање обраде поља. Поред тога, приликом примене садње на пољу, интензитет светлости се подешава према биљној врсти и карактеристикама раста како би се подстакао здрав раст биљака. Истовремено, подешавањем односа квалитета светлости и симулацијом природног светлосног циклуса, могуће је убрзати или успорити цветање и плодоношење биљака, чиме се постиже прецизнија еколошка регулација моделирања поља.
Светлошћу регулисан метаболизам шећера код биљака доприноси побољшању раста и развоја биљака, адаптацији и отпорности на факторе стреса из околине. Шећери, као сигнални молекули, регулишу раст и развој биљака интеракцијом са другим сигналним молекулима (нпр. фитохормонима), чиме утичу на физиолошке процесе биљака (Mukarram et al., 2023). Верујемо да ће проучавање регулаторних механизама који повезују светлосно окружење са растом биљака и метаболизмом шећера бити ефикасна економска стратегија за вођење пракси узгоја и производње. Са развојем технологије, будућа истраживања о избору извора светлости, као што су технологије вештачког осветљења и употреба ЛЕД диода, могу се спровести како би се побољшала ефикасност осветљења и принос биљака, пружајући више регулаторних алата за истраживање раста и развоја биљака (Ngcobo and Bertling, 2024). Међутим, црвене и плаве светлосне таласне дужине су најшире коришћене у тренутним истраживањима утицаја квалитета светлости на биљке. Стога, истраживањем ефеката разноврснијих квалитета светлости као што су наранџаста, жута и зелена на раст и развој биљака, можемо развити механизме деловања више извора светлости на биљке, чиме се ефикасније користе различити квалитети светлости у практичним применама. Ово захтева даља истраживања и побољшања. Многи процеси раста и развоја биљака регулисани су фитохромима и фитохормонима. Стога ће утицај интеракције спектралне енергије и ендогених супстанци на раст биљака бити кључни правац будућих истраживања. Штавише, дубинско проучавање молекуларних механизама којима различити светлосни услови утичу на раст и развој биљака, метаболизам шећера, као и синергијски ефекти вишеструких фактора животне средине на биљке, допринеће даљем развоју и коришћењу потенцијала различитих биљака, што ће омогућити њихову примену у областима као што су пољопривреда и биомедицина.
Време објаве: 11. септембар 2025.