Increasing the Ratio of Blue to Red Light Improves Growth and Phytochemical Content in Hydrocotyle bonariensis

Nair, Indiran; Mazumdar, Purabi; Singh, Pooja; Rengasamy, Narendren; Harikrishna, Jennifer Ann

doi:10.1134/s1021443721020126

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“…However, there are also reports indicating the positive role of BL on plant growth; for instance, BL enhanced the shoot length and bud numbers of in vitro-cultured Cinchona officinalis [19] and promoted hypocotyl elongation of arugula [33]. Similarly, the highest-level BL treatment showed the highest plant height, leaf number, total leaf area, and leaf biomass in Hydrocotyle bonariensis [34], with similar results apparent in eggplant treated by BL [35]. Additionally, some studies have found that RL inhibits the elongation of plant height; for example, in eggplant, plant height was inhibited by RL, but the inhibition was rescued by BL [35].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Integrated Analysis of Morphological, Physiological, Anatomical and Molecular Responses of Cassava Seedlings to Different Light Qualities

Zhou,

Li,

Fernie

et al. 2023

IJMS

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Light quality is highly important for growth control of in vitro plant cultures. Here, we investigated the effect of blue light (BL), red light (RL) and combined red and blue light (RBL) on in vitro cassava growth. Our results indicate that RL facilitated radial elongation of cassava and increased stomatal conductance as well as glucose, sucrose, fructose and starch content in leaves and cellulose content in the stem. It also enhanced SOD and POD activities but decreased the stomatal density and chlorophyll and carotenoid content in leaves. In addition, RL leads to shorter palisade cells, denser chloroplasts and more starch granules. These phenotypic changes were inverted following BL treatment. The expression levels of photosynthesis-related genes MeLHCA1, MeLHCA3, MePSB27-2, MePSBY, MePETE1 and MePNSL2 in leaves were at their lowest following RL treatment, while the expression levels of MePSB27-2, MePSBY, MePETE1 and MePNSL2 were at their highest after BL treatment. The phenotypic changes after RBL treatment were between the values observed for the RL and BL treatments alone. Moreover, the responses of SC8 and SC9 cassava varieties to light quality were largely conserved. As such, we believe that the results of this study lay the foundation for controlling the in vitro growth of cassava seedlings by light quality.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Integrated Analysis of Morphological, Physiological, Anatomical and Molecular Responses of Cassava Seedlings to Different Light Qualities

Zhou,

Li,

Fernie

et al. 2023

IJMS

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“…However, studies on other plant species shed light on the effects of red and blue LED light on leaf characteristics. For instance, Nair et al (2021) [68] highlighted that an increased ratio of blue to red light positively influenced the growth and leaf biomass of large-leaf pennywort (Hydrocotyle bonariensis). Additionally, research by Zheng and Van Labeke (2017) [69] demonstrated that blue light influenced the leaf thickness of medicinal plants like dicot (Ficus benjamina) and dicot (Sinningia speciosa) varieties.…”

Section: Effect Of Light and Nutrients On Leaf Areamentioning

confidence: 99%

Leaf Area Prediction of Pennywort Plants Grown in a Plant Factory Using Image Processing and an Artificial Neural Network

Reza,

Chowdhury,

Islam

et al. 2023

Horticulturae

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The leaf is a primary part of a plant, and examining the leaf area is crucial in understanding growth and plant physiology. Accurately estimating leaf area is key to this understanding. This study proposed a methodology for the non-destructive estimation of leaf area in pennywort plants using image processing and an artificial neural network (ANN) model. The image processing method involved a series of steps, including grayscale conversion, histogram equalization, binary masking, and region filling, achieving an accuracy of around 96.6%. The ANN model, trained with 70% of a dataset, exhibited high correlations of 97.1% in training and 96.6% in testing phases, with leaf length and width significantly impacting the model output. A comparative analysis revealed the superior performance of the ANN model over the image processing method, demonstrating higher R2 values (>0.99) and lower errors. Furthermore, it showed the impact of diverse LED light combinations and nutrient levels (electrical conductivity, EC) on pennywort plant growth, indicating that the R70:B30 LED light ratio with nutrient level 2 (2.0 dS·m−1) fostered the most favorable growth for pennywort plants. The non-destructive nature, simplicity, and speed of the ANN model in estimating leaf area based on easily obtainable measurements of length and width render it an accessible and accurate tool for plant growth assessment in controlled environments. This approach offers opportunities for future studies, tracking changes in leaf areas under varied growth conditions without harming the plant, thus enhancing precision in research.

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“…A suplementação luminosa tem sido utilizada de forma a manter o fluxo de luz constante e aumentar a produtividade de plantas . Os rápidos avanços na tecnologia de iluminação levaram a uma gama de opções de iluminação disponíveis para a agricultura (NAIR et al, 2021).…”

Section: Objetivos Específicosunclassified

“…A iluminação artificial com lâmpadas LED pode aumentar a taxa de assimilação de carbono, que está relacionada à radiação fotossinteticamente ativa interceptada pelas folhas, convertendo energia luminosa em energia química pela fotossíntese (FREITAS et al, 2021). Resultados positivos foram relatados para diversas culturas sob diferentes arranjos de iluminação de LEDs azul, vermelho e vermelho distante (NAIR et al, 2021;ETAE et al, 2020;DÖRR et al, 2020;YAN et al, 2018).…”

Section: Introdução Geralunclassified

Suplementação artificial de luz na cultura do milho

Carvalho

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O milho (Zea mays L.) tem grande importância econômica, sendo usado principalmente como alimento humano, animal e matéria prima para a indústria. Nos sistemas de cultivo, muitos fatores ambientais prejudicam sua produtividade, sendo a luz um dos mais importantes para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A suplementação com luz artificial fornece um fluxo de luz constante, que aumenta a qualidade e o rendimento de plantas, principalmente em cultivo protegido, em com reduzido ou sem acesso a luz natural. Em campo, essa tecnologia é recente e implementada em pivô central de irrigação. Nosso objetivo foi avaliar a influência da suplementação de luz artificial com LEDs, simulando a tecnologia em pivô central de irrigação, no desenvolvimento de plantas de milho na safra (verão) e na safrinha (verão/outono). Os experimentos foram realizados na Universidade Federal de Viçosa (UFV), localizada em Viçosa – MG. Foram realizados dois ciclos de avaliação: na safra (2021/2022) (sem luz suplementar, 20 segundos de luz suplementar por noite, 40 segundos de luz suplementar por noite, 80 segundos de luz suplementar por noite, 160 segundos de luz suplementar por noite e com luz suplementar a noite toda) e na safrinha (2022) (sem luz suplementar, 20 segundos de luz suplementar por noite, 40 segundos de luz suplementar por noite, 80 segundos de luz suplementar por noite, 160 segundos de luz suplementar por noite e 4 horas de luz suplementar por noite). Em ambos os ciclos de avaliação, foram realizadas análises morfológicas do milho (nos estádios vegetativos e reprodutivos) e análises dos componentes de produção e produtividade.Na safrinha acrescentaram as análises fisiológicas (nos estádios vegetativosreprodutivos). e A luz suplementar afetou o crescimento e desenvolvimento da cultura do milho. Na safra, o tratamento com luz suplementar a noite toda resultou em maior altura e comprimento de entrenós e menor matéria fresca e seca da parte reprodutiva. Ocorreu atraso do pendoamento nos tratamentos com 160 segundos e com luz suplementar a noite toda (safra) e 160 segundos de luz e 4 horas de luz por noite (safrinha). Na safra, não houve o florescimento feminino (emissão da espigueta) com luz suplementar a noite toda e na safrinha houve um atraso do florescimento no tratamento com 4 horas de luz suplementar por noite. Tais tratamentos afetaram negativamente os componentes de produção, reduzindo produtividade de grãos e número de espigas de milho verde, respectivamente. A variação nos tempos de suplementação luminosa pouco influenciou o desempenho fotossintético da cultura do milho. E, dentre os tempos de simulação do pivô, plantas cultivadas com 20 segundos de suplementação luminosa apresentaram estímulo favorável para a produção de milho, com tendência mais acentuada na morfologia das plantas. O tempo de suplementação luminosa acima de 160 segundos promove alterações nas características morfofisiológicas e nos componentes de produção do milho. A disposição das lâmpadas no pivô pode promover diferentes resultados na cultura, sendo que aquelas fixadas nas torres mais próximas da base, tendem a ser mais prejudiciais para a cultura do milho. Palavras-chave: Crescimento. Fenologia. LEDs. Produtividade. Zea mays L.

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Increasing the Ratio of Blue to Red Light Improves Growth and Phytochemical Content in Hydrocotyle bonariensis

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Integrated Analysis of Morphological, Physiological, Anatomical and Molecular Responses of Cassava Seedlings to Different Light Qualities

Integrated Analysis of Morphological, Physiological, Anatomical and Molecular Responses of Cassava Seedlings to Different Light Qualities

Leaf Area Prediction of Pennywort Plants Grown in a Plant Factory Using Image Processing and an Artificial Neural Network

Suplementação artificial de luz na cultura do milho

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