Hvordan kan spalteåpningsfunksjonen hos planter påvirkes og hvordan påvirker dette holdbarheten? Louise Arve og Sissel Torre

Transkript

1 Hvordan kan spalteåpningsfunksjonen hos planter påvirkes og hvordan påvirker dette holdbarheten? Louise Arve og Sissel Torre

2 Hvordan kan spalteåpningsfunksjonen hos planter påvirkes og hvordan påvirker dette holdbarheten?

3 Spalteåpningsfunksjon Åpning - Høyere transpirasjon - Økt CO 2 opptak Lukking - Mindre transpirasjon - Mindre CO 2 opptak God spalteåpningsfunksjon gir bedre evne til å regulere transpirasjonen, både under og etter produksjon

4 God spalteåpningsfunksjon

5 Dårlig spalteåpningsfunksjon

6 Hvordan kan klimafaktorer påvirke spalteåpningsfunksjonen? Hvordan få god spalteåpningsfunksjon? Hypotese: For å få god spalteåpningsfunksjon etter dyrking må det være spalteåpningsbevegelse under dyrkingen Planter føler hvordan miljøet rundt planten er og tilpasser seg miljøet Plantehormonet absisinsyre (ABA) regulerer lukkingen av spalteåpningene Manipulere ABA nivået ved å endre klima

7 Problem: Høy luftfuktighet 60% RF lys og mørke Høy relativ luftfuktighet Store spalteåpninger med større aperture Spalteåpningene kan ikke lukke seg 90% RF lys og mørke

8 Problem: Høy luftfuktighet Fanourakis 2011 Høy relativ luftfuktighet Store spalteåpninger med større aperture Spalteåpningene kan ikke lukke seg

9 Problem: Høy luftfuktighet Høy relativ luftfuktighet Store spalteåpninger med større aperture Spalteåpningene kan ikke lukke seg Høy transpirasjon/vanntap ved lavere luftfuktighet Dårlig holdbarhet Arve et al. 2013

10 Problem: Høy luftfuktighet Høy relativ luftfuktighet Store spalteåpninger med større aperture Spalteåpningene kan ikke lukke seg Høy transpirasjon/vanntap ved lavere luftfuktighet Dårlig holdbarhet Arve et al 2013

11 Problem: Høy luftfuktighet Kontinuerlig relativ luftfuktighet på over 85% gir dårlig spalteåpningsfunksjon Lav transpirasjon under dyrking Lite næringsopptak Når plantene flyttes ut av veksthuset Høyt vannforbruk Trenger mye vann Tar opp mer bakterier Lavere relativ luftfuktighet gir bedre spalteåpningsfunksjon

12 CO 2 Spalteåpningenes funksjon er å balansere vanntap med CO 2 opptak Viktigeste er å unngå for mye vanntap Ved lavt CO 2 må spalteåpningene være mer åpne for å ta opp samme mengde CO 2 Ved høyere CO 2 kan spalteåpningene være mer lukket og fortsatt ta opp samme mengde CO 2

13 CO 2 Høyere CO 2 gir mindre apertur Aperturen blir mest påvirket av CO 2 ved høy luftfuktighet Talbott et al. 2003

14 CO 2 Hva skjer når plantene flyttes ut av vekstmiljøet? Art/cultivar spesifik respons Hortensia Early Blue Hortensia Clarissa

15 Vanning Tørke Øker ABA produksjonen Lukker spalteåpningene Mindre transpirasjon Tørke ABA Lukking av spalteåpningene

16 Tørke, ABA, ph og spalteåpningsfunksjon ABA produseres både i rot og blad Ved tørke produseres ABA i roten ABA transporteres til bladene/spalteåpningene Ved ph 6 tas ABA opp på veien til spalteåpningene Ved ph 7 tas ikke ABA opp underveis, men transporteres til spalteåpningene ABA i spalteåpningene gir lukking Wilkinson 1999

17 Tørke, ABA, ph og spalteåpningsfunksjon ABA produseres både i rot og blad Ved tørke produseres ABA i roten ABA transporteres til bladene/spalteåpningene Ved ph 6 tas ABA opp på veien til spalteåpningene Ved ph 7 tas ikke ABA opp underveis, men transporteres til spalteåpningene ABA i spalteåpningene gir lukking

18 Vanning Mindre vanning Mindre vanning gir lavere transpirasjon Mindre vanning i gir ikke mindre plantevekst i høy luftfuktighet Mindre vanning gir mer biomasse per vanntap Giday et al. 2014

19 Vanning Mindre vanning Mindre vanning gir mindre vanntap

20 Vanning Overvanning (flooding) Overvanning gir samme effekt som tørke på spalteåpningene Høyere ph Lukking av spalteåpningene Jackson et al. 2003

21 Vanning Overvanning (flooding) Overvanning gir samme effekt som tørke på spalteåpningene Høyere ph Lukking av spalteåpningene Dårligere næringsopptak Jackson et al. 2003

22 Lyskvalitet Blått lys åpner spalteåpningene Fototropin og kryptokrom H + transporteres ut av lukkecellene, K + og Cl - transporteres in Økt turgor trykk Rødt lys øker effekten av blått lys

23 Lyskvalitet LED (blått og rødt lys) vs. SON-T LED med mer blått og rødt Terfa et al. 2012

24 Lyskvalitet LED (blått og rødt lys) vs. SON-T LED med mer blått og rødt LED gir høyere konduktans Mer åpne spalteåpninger LED gir mindre, men flere blader og mer kompakte planter Mer fotosyntese under LED lys Terfa et al. 2012

25 Lyskvalitet Ekstra blått lys Hypotese: Mer blått lys om dagen gir større kontrast til mørket. Dette gir bedre mørkelukking og mer funksjonelle spalteåpninger Basilikum

26 Lyskvalitet UV Effekten av UV stråling avhenger av bakgrunns miljøet UV forsterker lyseffekten Ved lav irradians gir UV lukking av spalteåpningene Ved høy irradians gir UV mer åpning av spalteåpningene Jansen et al. 2000

27 Lyskvalitet Artsvariasjon følsomhet for UV UV gir lavere transpirasjon UV gir høyere transpirasjon UV gir ingen endring i transpirasjon Relativ luftfuktighet (%) +/- UV Ert Julestjerne Roser Dag 60 +UV 174c 60bc 99b 60 -UV 294b 59c 106b 90 +UV 277b 144a 266a 90 -UV 439a 96b 285a Natt 60 +UV 83c - 27b 60 -UV 163b - 21b 90 +UV 201b - 147a 90 -UV 257a - 227a Porometermålinger

28 Lysmengde Ved irradians opp til 600 µmol m -2 s -1 gir økt irradians økt konduktans (Roser og bønne) Jansen et al. 2000

29 Lysmengde Ved irradians opp til 1000 µmol m -2 s -1 gir økt irradians mindre apertur og lavere konduktans (tomat) O Carrigan et al. 2014

30 Daglengde Kontinuerlig lys gir dårlig spalteåpningsfunksjon Lavere ABA nivå Høyere vanntap Relative weight Moderate RH continuous light High RH continuous light Moderate RH 20h light High RH 20h light Minutes after detachment Arve et al. 2013

31 Sammendrag Høy relative luftfuktighet gir dårlig spalteåpningsfunksjon Vi kan bruke klima til å manipulere spalteåpningene Kan vi bruke klima til å få bedre spalteåpningsfunksjon i høy relativ luftfuktighet? JA

32 Hvordan kan klimafaktorer påvirke spalteåpningsfunksjonen? Høy luftfuktighet Lav luftfuktighet Høy CO 2 Lav CO 2 Tørke Fuktig jord Overvanning Blått lys UV

33