红蓝光对植物光合碳同化和生长发育的影响研究进展

　　

摘要： 红光和蓝光是植物光合色素吸收的主要光谱,通过光敏色素(PHY)和隐花色素(CRY)/向光素(PHOT)介导的信号通路,协同调控植物的光合碳同化与生长发育。本文综述了红蓝光对植物光合特性及生长发育的调控机制。在光合特性方面,红光通过光敏色素B(PHYB)激活叶绿素合成基因(HEMA1、CHLH),提高叶绿素b含量,但抑制类胡萝卜素积累;蓝光通过隐花色素1/2(CRY1/2)上调PSY、PDS等基因,促进类胡萝卜素合成。红蓝光组合通过优化栅栏/海绵组织厚度及气孔导度,显著增强光合速率和电子传递效率,其中蓝光可缓解红光诱导的PSⅡ光抑制,提高PSⅡ 最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ 实际光化学效率(Φ_PSⅡ)。在生长发育方面,红光通过PHY-生长素途径促进茎伸长,但抑制根系活力;蓝光通过CRY-PIN3信号增强根系吸收面积并抑制下胚轴徒长。红蓝光协同调控开花时间,红光通过光敏色素 B-光敏色素互作因子样蛋白-CO蛋白复合体(PHYB-PHL-CO)延迟开花,而蓝光通过隐花色素 2/CO蛋白-FT蛋白通路(CRY2/CO-FT)促进开花,组合光可延长花期并提高花器官品质。本文还综述了红蓝光在植物工厂、育种加速、工厂化育苗和航天育种等多个领域的应用。当前仍需解析光受体交叉调控的分子网络,建立多因子耦合模型,并开发作物特异性光需求数据库。未来应结合基因编辑与智能光控技术,定向优化光合-形态协同机制,推动设施农业向高效化、智能化发展,为现代农业高光效、优质栽培以及高产育种实践提供理论支撑和技术参考。