640nm 및 660nm의 이중 빨간색 피크는 꽃 무게를 크게 증가시킬 수 있습니다.

최근 Wageningen 대학은 빨간색과 흰색 빛이 의료용 대마초의 성장에 어떤 영향을 미치는지, 특히 다양한 빛 강도 하에서 식물 특정 대사산물의 축적을 최적화하는 방법에 대한 연구를 수행했습니다. 원예학자들은 식물 성장을 촉진하기 위해 이미 다양한 광 스펙트럼과 광합성 광자속 밀도(PPFD)를 사용했지만 이러한 요인이 의료용 대마초에 구체적으로 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 제한적이었습니다. 이 연구는 그 격차를 메우는 데 도움이 됩니다.

 

연구팀은 기후가 조절된 실내 환경에서 두 차례의 실험을 진행해 퍼펙트플랜츠(Perfect Plants)에서 킹하모니(King Harmony)라는 균주를 배양했다. 실험에는 두 가지 다른 광 강도-600 및 1200 µmol m-2 s-1-가 포함되었으며 4가지 다른 광 스펙트럼(2개의 낮은 백색 스펙트럼과 2개의 높은 백색 스펙트럼)을 적용했습니다. 낮은 백색 스펙트럼에는 단일 660nm 적색광 피크 또는 640nm와 660nm의 이중 적색광 피크가 포함되어 있습니다. 높은 백색 스펙트럼은 폭이 다양하며 일부는 450nm와 660nm의 좁은 밴드에 초점을 맞추고 다른 일부는 400~750nm의 넓은 파장 범위를 포괄합니다.

 

특히 이중 적색광 피크와 관련된 결과는 흥미로웠습니다.이 연구에서는 640nm와 660nm에서 이중 적색광 피크를 갖는 백색광이 꽃 무게를 크게 증가시키고 광 사용 효율을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 대조적으로, 단일 660 nm 적색광 피크를 갖는 백색광은 그다지 효과적이지 않았습니다.이는 엽록소 a와 b의 최대 흡수 피크가 이러한 적색광 피크 근처에 위치하고 이 엽록소 분자가 광합성에 중요한 역할을 하기 때문일 가능성이 높습니다. 구체적으로, 엽록소 b는 빛을 수확하는 복합체와 밀접하게 결합하는 반면, 엽록소는 광계의 핵심 및 빛을 수확하는 복합체와 모두 결합합니다.

 

백색광의 역할도 무시할 수 없습니다.연구자들은 백색광의 비율을 늘리는 것이 꽃의 무게를 직접적으로 증가시키지는 않지만 청색광, 녹색광, 적색광의 균형을 변경하여 특정 치료 효과를 향상시키는 데 기여할 수 있다고 지적했습니다.실험에 따르면 PPFD 수준이 1200 µmol m-2 s-1를 초과하면 잎의 광합성이 크게 증가했지만 광계의 과도한 자극 및 활성산소종(ROS) 생성과 같은 스트레스 반응도 유발되는 것으로 나타났습니다. . 이 시점에서 백색 스펙트럼 내에서 녹색광의 비율을 늘리면 "우회" 효과와 유사하게 잎 내 광 분포가 개선되어 이러한 스트레스를 완화하는 데 도움이 됩니다.

 

반면에 백색광의 비율을 줄이면 더 개방적인 구조를 지닌 식물의 키가 커지게 됩니다.잠재적으로 전반적인 광 분포를 개선하여 수율과 대사산물 생산을 모두 증가시킬 수 있습니다. 그러나 이 연구에서는 스펙트럼과 PPFD가 전체 칸나비노이드 농도에 유의미한 영향을 미친다는 사실을 발견하지 못했는데, 이는 일부 초기 연구와는 대조적입니다. PPFD 수준 및 조명 주기와 같은 실험 조건의 차이로 인해 이러한 불일치가 설명될 수 있습니다.

 

또한, 연구에서는 높은 PPFD 조건에서 낮은 백색광 스펙트럼을 사용하면 때때로 광억제 및 ROS 생성으로 인해 꽃송이가 변색될 수 있음을 발견했습니다. 변색에도 불구하고 영향을 받은 꽃송이에는 더 높은 농도의 칸나비노이드, 특히 CBD가 포함되어 있었습니다. 이는 칸나비노이드가 빛에 의해 유발되는 산화 스트레스에 대응하기 위해 항산화제로 축적될 수 있음을 시사합니다.

 

이 연구는 의료용 대마초 재배, 특히 빛 스펙트럼과 강도를 최적화하여 수확량과 대사산물 축적을 늘리는 방법에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

 

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