Monet kukkivat kasvit (angiospermaattiset kasvit) käyttävät fotoreseptoriproteiinia, kuten fytokromia tai kryptokromia, aistimaan yön pituuden kausittaisia muutoksia eli fotoperiodia, joita ne pitävät signaaleina kukkimiseen. Lisäjaottelussa obligatiiviset fotoperiodiset kasvit vaativat ehdottomasti riittävän pitkän tai lyhyen yön ennen kukintaa, kun taas fakultatiiviset fotoperiodiset kasvit kukkivat todennäköisemmin jossakin olosuhteissa.
Fytokromia on kahta eri muotoa: Pr ja Pfr. Punainen valo (jota on päivällä) muuttaa fytokromin aktiiviseen muotoonsa (pfr). Tämä sitten laukaisee kasvin kasvamaan. Varjossa tai pimeässä esiintyvä kaukopunainen valo puolestaan muuttaa fytokromin pfr:stä pr:ksi. Pr on fytokromin inaktiivinen muoto, eikä se salli kasvin kasvua. Tämän Pfr:n ja Pr:n välisen muuntumisjärjestelmän ansiosta kasvi havaitsee, milloin on yö ja milloin päivä. Pfr voidaan myös muuntaa takaisin Pr:ksi pimeän palautumisena tunnetun prosessin avulla, jossa pitkät pimeysjaksot käynnistävät Pfr:n muuntumisen. Tämä on tärkeää kasvien kukinnan kannalta. Halliday et al. osoittivat kokeissaan, että arabidopsiksen punaisen ja kaukaisen punaisen suhteen manipulointi voi muuttaa kukintaa. He havaitsivat, että kasveilla on taipumus kukkia myöhemmin, kun ne altistuvat enemmän punaiselle valolle, mikä osoittaa, että punainen valo estää kukintaa. Muissa kokeissa tämä on osoitettu altistamalla kasveja ylimääräiselle punaiselle valolle keskellä yötä. Lyhytpäiväinen kasvi ei kuki, jos valo kytketään päälle muutamaksi minuutiksi keskellä yötä, ja pitkäpäiväinen kasvi voi kukkia, jos se altistetaan suuremmalle määrälle punaista valoa keskellä yötä.
Kryptokromit ovat toisenlainen valoreseptorityyppi, joka on tärkeä valoperiodismissa. Kryptokromit absorboivat sinistä valoa ja UV-A-valoa. Kryptokromit ohjaavat vuorokausikelloa valon mukaan. On havaittu, että sekä kryptokromin että fytokromin määrä riippuu valosta ja että kryptokromin määrä voi muuttua päivän pituuden mukaan. Tämä osoittaa, kuinka tärkeitä molemmat valoreseptorit ovat päivän pituuden määrittämisessä.
Vuonna 1920 W. W. Garner ja H. A. Allard julkaisivat fotoperiodismia koskevat löydöksensä ja katsoivat, että päivänvalon pituus oli ratkaiseva tekijä, mutta myöhemmin havaittiin, että yön pituus oli ohjaava tekijä. Fotoperiodiset kukkivat kasvit luokitellaan pitkä- tai lyhytpäiväisiksi kasveiksi, vaikka yö on kriittinen tekijä, koska alun perin vallitsi väärinkäsitys siitä, että päivänvalo on ohjaava tekijä. Pitkä- ja lyhytpäiväisten kasvien lisäksi on kasveja, jotka kuuluvat ”kahden päivän pituuden luokkaan”. Nämä kasvit ovat joko pitkän ja lyhyen päivän kasveja (LSDP) tai lyhyen ja pitkän päivän kasveja (SLDP). LSDP-kasvit kukkivat useiden pitkien päivien jälkeen, joita seuraavat lyhyet päivät, kun taas SLDP-kasvit kukkivat useiden lyhyiden päivien jälkeen, joita seuraavat pitkät päivät. Kullakin kasvilla on eripituinen kriittinen fotoperiodi eli kriittinen yön pituus.
Nykyaikaiset biologit uskovat, että kasvit pystyvät mittaamaan yön pituuden valon päivällä synnyttämien fytokromin tai kryptokromin aktiivisten muotojen ja vuorokausikellon rytmien yhteensattuman ansiosta. Kukinnan lisäksi kasvien fotoperiodismiin kuuluu varsien tai juurten kasvu tiettyinä vuodenaikoina ja lehtien häviäminen. Keinovalaistuksella voidaan saada aikaan ylipitkiä päiviä.
Pitkäpäiväiset kasvitEdit
Pitkäpäiväiset kasvit kukkivat, kun yön pituus laskee alle niiden kriittisen fotoperiodin. Nämä kasvit kukkivat tyypillisesti loppukeväällä tai alkukesästä päivien pidentyessä. Pohjoisella pallonpuoliskolla vuoden pisin päivä (kesäpäivänseisaus) on noin 21. kesäkuuta. Tämän jälkeen päivät lyhenevät (eli yöt pitenevät) 21. joulukuuta (talvipäivänseisaus) saakka. Tilanne on päinvastainen eteläisellä pallonpuoliskolla (esim, pisin päivä on 21. joulukuuta ja lyhin päivä 21. kesäkuuta).
Joitakin pitkien päivien pakollisia kasveja ovat:
- neilikka (Dianthus)
- kanerva (Hyoscyamus)
- kaura (Avena)
Joitakin pitkien päivien fakultatiivisia kasveja ovat:
- Herne (Pisum sativum)
- Ohra (Hordeum vulgare)
- Salaatti (Lactuca sativa)
- Vehnä (Triticum aestivum)
Lyhytaikaiset kasvit Muokkaa
Lyhytaikaiset kasvit kukkivat, kun yön pituudet ylittävät kriittisen valoisan ajan. Ne eivät voi kukkia lyhyissä öissä tai jos kasviin kohdistetaan keinovalopulssi muutamaksi minuutiksi yön aikana; ne vaativat yhtäjaksoisen pimeän jakson ennen kuin kukinnan kehitys voi alkaa. Luonnollinen yövalo, kuten kuunvalo tai salamanisku, ei ole riittävän kirkas tai pitkäaikainen keskeyttääkseen kukinnan.
Yleisesti lyhytpäiväiset (eli pitkien öiden) kasvit kukkivat, kun päivät lyhenevät (ja yöt pitenevät) kesäkuun 21. päivän jälkeen pohjoisella pallonpuoliskolla eli kesän tai syksyn aikana. Kukinnan aikaansaamiseksi tarvittavan pimeän jakson pituus vaihtelee lajien ja lajikkeiden välillä.
Fotoperiodismi vaikuttaa kukintaan saamalla verson tuottamaan kukkasilmuja lehtien ja sivusilmujen sijasta.
Joitakin lyhyen päivän fakultatiivisia kasveja ovat:
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marihuana (Cannabis)
- Puuvilla (Gossypium)
- Riisi (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Vihreät griinit (Green Gram) (Mung papu, Vigna radiata)
- Soijapavut (Glycine max)
Päiväneutraalit kasvitEdit
Päiväneutraalit kasvit, kuten kurkut, ruusut, tomaatit ja Ruderalis (autoflowering cannabis), eivät aloita kukintaa fotoperiodismin perusteella. Sen sijaan ne voivat aloittaa kukinnan saavutettuaan tietyn yleisen kehitysvaiheen tai iän tai reaktiona vaihtoehtoisiin ympäristöärsykkeisiin, kuten vernalisaatioon (alhaisen lämpötilan jakso).
Kesäiset kasvit voivat aloittaa kukinnan vastauksena vaihtoehtoisiin ympäristöärsykkeisiin.