Mange blomstrende planter (angiospermer) bruger et fotoreceptorprotein, f.eks. phytochrom eller cryptochrom, til at opfatte sæsonmæssige ændringer i nattelængden, eller fotoperioden, som de opfatter som signaler til at blomstre. I en yderligere underopdeling kræver obligat fotoperiodiske planter absolut en tilstrækkelig lang eller kort nat, før de blomstrer, mens fakultativt fotoperiodiske planter er mere tilbøjelige til at blomstre under én betingelse.
Phytochrom findes i to former: Pr og Pfr. Rødt lys (som er til stede i løbet af dagen) omdanner phytochrom til sin aktive form (pfr). Dette sætter så planten i gang med at vokse. Til gengæld er fjernrødt lys til stede i skyggen eller i mørke, og dette omdanner phytochrom fra pfr til pr. Pr er den inaktive form af phytochrom og vil ikke give mulighed for plantevækst. Dette system med omdannelse af Pfr til Pr gør det muligt for planten at mærke, hvornår det er nat, og hvornår det er dag. Pfr kan også omdannes tilbage til Pr ved en proces, der kaldes mørk reversion, hvor lange perioder med mørke udløser omdannelsen af Pfr. Dette er vigtigt i forbindelse med planternes blomstring. Forsøg foretaget af Halliday et al. viste, at manipulationer af forholdet mellem rødt og fjernrødt i Arabidopsis kan ændre blomstringen. De opdagede, at planterne har en tendens til at blomstre senere, når de udsættes for mere rødt lys, hvilket beviser, at rødt lys er hæmmende for blomstring. Andre eksperimenter har bevist dette ved at udsætte planterne for ekstra rødt lys midt om natten. En kortdagsplante vil ikke blomstre, hvis lyset tændes i et par minutter midt om natten, og en langdagsplante kan blomstre, hvis den udsættes for mere rødt lys midt om natten.
Kryptokromer er en anden type fotoreceptor, som er vigtig for fotoperiodisme. Kryptokromer absorberer blåt lys og UV-A. Kryptokromer inddrager det cirkadiske ur i forhold til lys. Man har fundet ud af, at både cryptochrom- og phytochrommængden er afhængig af lys, og mængden af cryptochrom kan ændre sig afhængigt af dagslængden. Dette viser, hvor vigtige begge fotoreceptorer er med hensyn til at bestemme dagslængden.
I 1920 offentliggjorde W. W. Garner og H. A. Allard deres opdagelser om fotoperiodisme og mente, at det var dagslysets længde, der var afgørende, men det blev senere opdaget, at nattens længde var den styrende faktor. Fotoperiodiske blomstrende planter klassificeres som langdagsplanter eller kortdagsplanter, selv om natten er den afgørende faktor på grund af den oprindelige misforståelse om, at dagslyset er den afgørende faktor. Sammen med langdagsplanter og kortdagsplanter findes der planter, som falder ind under kategorien “dobbelt dagslængde”. Disse planter er enten lang-kort-dags planter (LSDP) eller kort-lang-dags planter (SLDP). LSDP’er blomstrer efter en række lange dage efterfulgt af korte dage, mens SLDP’er blomstrer efter en række korte dage efterfulgt af lange dage. Hver plante har en forskellig længde kritisk fotoperiode eller kritisk natlængde.
De moderne biologer mener, at det er sammenfaldet mellem de aktive former af phytochrom eller cryptochrom, der dannes af lys i dagtimerne, og det cirkadiske klokkes rytme, der gør det muligt for planterne at måle nattens længde. Ud over blomstring omfatter fotoperiodisme hos planter også vækst af stængler eller rødder på bestemte årstider og tab af blade. Kunstig belysning kan bruges til at fremkalde ekstra lange dage.
Planter med lange dageRediger
Planter med lange dage blomstrer, når nattens længde falder under deres kritiske fotoperiode. Disse planter blomstrer typisk i løbet af det sene forår eller den tidlige sommer, når dagene bliver længere. På den nordlige halvkugle er årets længste dag (sommersolhverv) den 21. juni eller omkring den 21. juni. Efter denne dato bliver dagene kortere (dvs. nætterne bliver længere) indtil den 21. december (vintersolhverv). Denne situation er omvendt på den sydlige halvkugle (dvs, den længste dag er den 21. december og den korteste dag er den 21. juni).
Nogle obligate planter med lange dage er:
- Nellike (Dianthus)
- Hønseurt (Hyoscyamus)
- Havre (Avena)
Nogle fakultative planter med lange dage er:
- Ærter (Pisum sativum)
- Byg (Hordeum vulgare)
- Salat (Lactuca sativa)
- Hvede (Triticum aestivum)
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marihuana (Cannabis)
- Bomuld (Gossypium)
- Ris (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Grøn Gram (Mungbønne, Vigna radiata)
- Sojabønner (Glycine max)
Nogle fakultative planter med lange dage er:
KortdagsplanterRediger
Kortdagsplanter blomstrer, når nattelængden overstiger deres kritiske fotoperiode. De kan ikke blomstre under korte nætter, eller hvis der sendes en impuls af kunstigt lys på planten i flere minutter i løbet af natten; de kræver en sammenhængende periode med mørke, før blomsterudviklingen kan begynde. Naturligt natlys, som f.eks. måneskin eller lynnedslag, har ikke tilstrækkelig lysstyrke eller varighed til at afbryde blomstringen.
I almindelighed blomstrer kortdagsplanter (dvs. planter med lang nat), når dagene bliver kortere (og nætterne bliver længere) efter den 21. juni på den nordlige halvkugle, hvilket er i løbet af sommeren eller efteråret. Længden af den mørkeperiode, der kræves for at fremkalde blomstring, varierer mellem arter og sorter af en art.
Fotoperiodisme påvirker blomstringen ved at få skuddet til at producere blomsterknopper i stedet for blade og sideknopper.
Nogle planter, der er fakultative for korte dage, er:
Dag-neutrale planterRediger
Dag-neutrale planter, såsom agurker, roser, tomater og Ruderalis (selvblomstrende cannabis) indleder ikke blomstring på grundlag af fotoperiodisme. I stedet kan de indlede blomstring efter at have nået et bestemt samlet udviklingsstadium eller en vis alder eller som reaktion på alternative miljømæssige stimuli, såsom vernalisering (en periode med lav temperatur).