Zeitschrift für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie

Abstrakt

Die Wirkung blauer Leuchtdioden auf antioxidative Eigenschaften und Resistenz gegen Botrytis cinerea bei Tomaten

Kangmin Kim, Hee-Sun Kook, Ye-Jin Jang, Wang-Hyu Lee, Seralathan Kamala-Kannan, Jong-Chan Chae und Kui-Jae Lee

Bei höheren Pflanzen wird blaues Licht hauptsächlich von Cryptochromen und Phototropinen wahrgenommen, die anschließend Phototropismus, Chloroplastenverlagerung, Stomataöffnung, schnelle Hemmung der Hypokotylverlängerung und Blattausbreitung orchestrieren. Es ist auch bekannt, dass blaues Licht die Reaktionen von Pflanzen auf biotischen Stress vermittelt, aber die relevanten Mechanismen sind weitgehend unbekannt. Hier haben wir gezeigt, dass die durch blaue LEDs (Leuchtdioden) gesteuerte Hemmung der Grauschimmelkrankheit stark mit der Zunahme zellulärer Schutzstoffe wie Prolin, Antioxidantien und ROS-Fängeraktivitäten (reaktive Sauerstoffspezies) korreliert. Nach einundzwanzig Tagen der Bestrahlung mit LED-Licht verschiedener Wellenlängen zeigten mit blauen LEDs behandelte Tomaten eine signifikante Zunahme der Prolinansammlung in Blättern und Stängeln, während mit roten und grünen LEDs behandelte Tomaten geringere Prolingehalte aufwiesen. Ebenso erhöhte die Behandlung mit blauen LEDs die Menge an Polyphenolverbindungen in Tomaten im Vergleich zu LED-Lichtern anderer Wellenlängen. Die Aktivitäten verschiedener ROS (Reactive Oxygen Species)-Abfangenzyme waren unter den Bedingungen der blauen LED-Beleuchtung ebenfalls leicht erhöht. Schließlich unterdrückte die blaue LED die Symptomentwicklung von Tomaten, die mit Grauschimmel infiziert waren, deutlich. Zusammengefasste Ergebnisse deuten darauf hin, dass blaues LED-Licht die Entwicklung der Grauschimmelkrankheit hemmt, was zumindest teilweise durch die verstärkte Prolin-Akkumulation und antioxidative Prozesse mechanistisch erklärt werden kann.