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新方法偵測植物避蔭效應

2021/02/24 @國際

摘要

當植物受到遮蔽時,體內相關激素感受光線變化,進而改變其生理生態以尋求更多光源,其生理生態的改變常會導致產量下降,因此新加坡-麻省理工学院科研中心的研究團隊利用拉曼光譜學偵測類胡蘿蔔素的變化,可在外觀尚未改變的第4小時即觀察出變化,使種植者可以提早進行種植改善,補充光源。

示意圖

新方法偵測植物避蔭效應

  避蔭效應 ( Shade avoidance syndrome ),指植物受到遮蔽時,體內激素感知變化會做出生理型態的改變以尋求更多的光源,此種變化是不可逆的,但此種變化並非都是好的,常見避蔭效應而致的表現型有節間延長、新葉變小、提早開花、結果少、結構與免疫系統變弱等,對種植者來說都不是好事,會使作物產量明下降,而且同種作物的產期也會不一致,導致施作的困難度。越早發現避蔭效應的發生,對於種植者來說能有越早進行補救。
  截至這篇研究之前避蔭效應表現通常是直接觀察外表結構的改變,最少都要1至3天才能看出變化,但因此種變化為不可逆反應,若此時才進行光線補強,有時為時已晚,補救效果不彰。新加坡-麻省理工學院科研中心 ( Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, SMART ) 的研究團隊利用拉曼光譜學 ( Raman spectroscopy ) 的方式可偵測避蔭效應的發生由原本的1至3天縮短至短短4小時,讓種植者及早發現及時做出因應改變,其所利用的原理在於偵測類胡蘿蔔素 ( carotenoid ) 峰值的變化,研究指出類胡蘿蔔素與避蔭效應的發生是具有關聯性的,早在外觀出現變化前,類胡蘿蔔素的含量已先有了改變。 【延伸閱讀】高科技農民於杜拜沙漠播下綠色革命種子
  此項研究被認為可有效提早發現避蔭效應的發生,研究團隊表示像新加坡佔地狹小,植物種植面積有限導致作物過於密集,因此不時會有避蔭效應的發生,藉由此項科技,有機會提升作物產量並維持作物品質,對於都市農業來說有很大的幫助。

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