Mnoho kvetoucích rostlin (nahosemenných) používá fotoreceptorový protein, například fytochrom nebo kryptochrom, k vnímání sezónních změn délky noci neboli fotoperiody, které považují za signál ke kvetení. Podle dalšího dělení obligátně fotoperiodické rostliny bezpodmínečně vyžadují dostatečně dlouhou nebo krátkou noc před květem, zatímco fakultativně fotoperiodické rostliny kvetou spíše za jedné podmínky.
Fytochrom existuje ve dvou formách: Pr a Pfr. Červené světlo (které je přítomno během dne) přeměňuje fytochrom na jeho aktivní formu (pfr). Ta pak spustí růst rostliny. Naopak daleké červené světlo, které je přítomno ve stínu nebo ve tmě, přemění fytochrom z pfr na pr. Pr je neaktivní forma fytochromu a neumožní růst rostliny. Tento systém přeměny Pfr na Pr umožňuje rostlině vnímat, kdy je noc a kdy den. Pfr může být také přeměněn zpět na Pr procesem známým jako dark reversion, kdy dlouhá období tmy spustí přeměnu Pfr. To je důležité pro kvetení rostlin. Pokusy Hallidaye a spol. ukázaly, že manipulace s poměrem červené a vzdálené červené barvy u Arabidopsis může změnit kvetení. Zjistili, že rostliny mají tendenci kvést později, pokud jsou vystaveny většímu množství červeného světla, což dokazuje, že červené světlo inhibuje kvetení. Další experimenty to prokázaly vystavením rostlin dodatečnému červenému světlu uprostřed noci. Rostlina s krátkým dnem nekvete, pokud se uprostřed noci na několik minut rozsvítí světlo, a rostlina s dlouhým dnem může kvést, pokud je uprostřed noci vystavena většímu množství červeného světla.
Kryptochromy jsou dalším typem fotoreceptoru, který je důležitý pro fotoperiodismus. Kryptochromy absorbují modré světlo a UV-A záření. Kryptochromy řídí cirkadiánní hodiny podle světla. Bylo zjištěno, že množství kryptochromů i fytochromů závisí na světle a množství kryptochromů se může měnit v závislosti na délce dne. To ukazuje, jak důležité jsou oba fotoreceptory, pokud jde o určování délky dne.
V roce 1920 publikovali W. W. Garner a H. A. Allard své objevy o fotoperiodismu a domnívali se, že rozhodující je délka denního světla, ale později se zjistilo, že řídícím faktorem je délka noci. Fotoperiodické kvetoucí rostliny jsou klasifikovány jako rostliny s dlouhým nebo krátkým dnem, přestože rozhodujícím faktorem je noc, a to kvůli původnímu nepochopení, že řídícím faktorem je denní světlo. Vedle dlouhodenních a krátkodenních rostlin existují rostliny, které spadají do „kategorie dvojí délky dne“. Tyto rostliny jsou buď rostliny s dlouhým a krátkým dnem (LSDP), nebo rostliny s krátkým a dlouhým dnem (SLDP). LSDP kvetou po sérii dlouhých dnů následovaných krátkými dny, zatímco SLDP kvetou po sérii krátkých dnů následovaných dlouhými dny. Každá rostlina má jinak dlouhou kritickou fotoperiodu neboli kritickou délku noci.
Současní biologové se domnívají, že právě shoda aktivních forem fytochromu nebo kryptochromu, vytvářených světlem během dne, s rytmy cirkadiánních hodin umožňuje rostlinám měřit délku noci. Kromě kvetení zahrnuje fotoperiodismus u rostlin také růst stonků nebo kořenů během určitých ročních období a ztrátu listů. Umělé osvětlení může být použito k navození mimořádně dlouhých dnů.
Rostliny s dlouhým dnemEdit
Rostliny s dlouhým dnem kvetou, když délka noci klesne pod jejich kritickou fotoperiodu. Tyto rostliny obvykle kvetou koncem jara nebo začátkem léta, kdy se dny prodlužují. Na severní polokouli nastává nejdelší den v roce (letní slunovrat) přibližně 21. června. Po tomto datu se dny zkracují (tj. noci prodlužují) až do 21. prosince (zimní slunovrat). Na jižní polokouli je tato situace opačná (tj, nejdelší den je 21. prosince a nejkratší den je 21. června).
Některé obligátní rostliny s dlouhým dnem jsou:
- Hvozdík (Dianthus)
- Jírovec (Hyoscyamus)
- Oves (Avena)
Některé fakultativní rostliny s dlouhým dnem jsou:
- Hrách (Pisum sativum)
- Ječmen (Hordeum vulgare)
- Salát (Lactuca sativa)
- Pšenice (Triticum aestivum)
Rostliny krátkého dneEdit
Rostliny krátkého dne kvetou, když délka noci překročí jejich kritickou fotoperiodu. Nemohou kvést za krátkých nocí nebo pokud na rostlinu během noci na několik minut zasvítí pulz umělého světla; před zahájením květního vývoje vyžadují nepřetržitou dobu tmy. Přirozené noční světlo, jako je měsíční světlo nebo blesk, nemá dostatečný jas ani délku trvání, aby přerušilo kvetení.
Obecně platí, že rostliny s krátkým dnem (tj. dlouhou nocí) kvetou, když se dny zkracují (a noci prodlužují) po 21. červnu na severní polokouli, což je v létě nebo na podzim. Délka tmavé periody potřebné k vyvolání kvetení se u různých druhů a odrůd daného druhu liší.
Fotoperiodismus ovlivňuje kvetení tím, že přiměje výhon k tvorbě květních pupenů namísto listů a postranních pupenů.
Některé fakultativní rostliny s krátkým dnem jsou:
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marihuana (Cannabis)
- Bavlník (Gossypium)
- Rýže (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Zelené zrno (Mung, Vigna radiata)
- Sója (Glycine max)
Denně neutrální rostlinyEdit
Denně neutrální rostliny, jako jsou okurky, růže, rajčata a Ruderalis (samonakvétací konopí), nezahajují kvetení na základě fotoperiodismu. Místo toho mohou začít kvést po dosažení určitého celkového vývojového stadia nebo věku nebo v reakci na alternativní environmentální podněty, jako je vernalizace (období nízké teploty).
.