Wiele roślin kwitnących (okrytozalążkowych) wykorzystuje białko fotoreceptorowe, takie jak fitochrom lub kryptochrom, do wyczuwania sezonowych zmian w długości nocy lub fotoperiodzie, które traktują jako sygnały do kwitnienia. W dalszym podziale, obowiązkowe rośliny fotoperiodyczne bezwzględnie wymagają wystarczająco długiej lub krótkiej nocy przed kwitnieniem, podczas gdy fakultatywne rośliny fotoperiodyczne są bardziej skłonne do kwitnienia w jednym warunku.
Fitochrom występuje w dwóch formach: Pr i Pfr. Światło czerwone (które jest obecne w ciągu dnia) przekształca fitochrom do jego aktywnej formy (pfr). To z kolei pobudza roślinę do wzrostu. Z kolei światło dalekiej czerwieni, obecne w cieniu lub w ciemności, przekształca fitochrom z pfr do pr. Pr jest nieaktywną formą fitochromu i nie pozwala na wzrost roślin. Ten system Pfr do Pr konwersji pozwala roślinie poczuć, kiedy jest noc, a kiedy jest to dzień. Pfr może być również konwertowany z powrotem do Pr przez proces znany jako ciemny rewersji, gdzie długie okresy ciemności wywołać konwersję Pfr. Jest to ważne w odniesieniu do kwitnienia roślin. Eksperymenty przeprowadzone przez Halliday i wsp. wykazały, że manipulacje stosunkiem czerwieni do dalekiej czerwieni w Arabidopsis mogą zmienić kwitnienie. Odkryli oni, że rośliny mają tendencję do późniejszego kwitnienia, gdy są wystawione na działanie większej ilości czerwonego światła, co dowodzi, że czerwone światło hamuje kwitnienie. Inne eksperymenty udowodniły to poprzez wystawienie roślin na dodatkowe czerwone światło w środku nocy. Krótki dzień roślina nie będzie kwitnąć, jeśli światło jest włączone na kilka minut w środku nocy i długi dzień roślina może kwitnąć, jeśli narażone na więcej czerwonego światła w środku nocy.
Kryptochromy są inny rodzaj fotoreceptora, który jest ważny w fotoperiodyzmu. Kryptochromy absorbują światło niebieskie i UV-A. Kryptochromy przywiązują zegar okołodobowy do światła. Odkryto, że zarówno obfitość kryptochromu jak i fitochromu zależy od światła, a ilość kryptochromu może się zmieniać w zależności od długości dnia. To pokazuje, jak ważne są oba fotoreceptory w odniesieniu do określenia długości dnia.
W 1920, W. W. Garner i H. A. Allard opublikowali swoje odkrycia na temat fotoperiodyzmu i czuli, że to długość światła dziennego, które było krytyczne, ale później odkryto, że długość nocy była czynnikiem kontrolnym. Fotoperiodyczne rośliny kwitnące są klasyfikowane jako rośliny dnia długiego lub krótkiego, nawet jeśli noc jest czynnikiem krytycznym, z powodu początkowego nieporozumienia dotyczącego światła dziennego będącego czynnikiem kontrolnym. Wraz z roślinami dnia długiego i krótkiego, istnieją rośliny, które należą do „kategorii podwójnej długości dnia”. Te rośliny są albo długo-krótko-dniowe (LSDP) lub krótko-długo-dniowe (SLDP). LSDP kwitną po serii długich dni, po których następują dni krótkie, natomiast SLDP kwitną po serii krótkich dni, po których następują dni długie. Każda roślina ma inną długość krytycznego fotoperiodu, czyli krytycznej długości nocy.
Nowocześni biolodzy uważają, że to koincydencja aktywnych form fitochromu lub kryptochromu, tworzonych przez światło w ciągu dnia, z rytmami zegara okołodobowego pozwala roślinom mierzyć długość nocy. Poza kwitnieniem, fotoperiodyzm u roślin obejmuje wzrost łodyg lub korzeni w określonych porach roku oraz utratę liści. Sztuczne oświetlenie może być stosowane do indukowania bardzo długich dni.
Rośliny dnia długiegoEdit
Rośliny dnia długiego kwitną, gdy długość nocy spada poniżej ich krytycznego fotoperiodu. Rośliny te zazwyczaj kwitną późną wiosną lub wczesnym latem, gdy dni stają się dłuższe. Na półkuli północnej, najdłuższy dzień w roku (przesilenie letnie) jest na lub około 21 czerwca. Po tej dacie dni stają się krótsze (tzn. noce wydłużają się) aż do 21 grudnia (przesilenie zimowe). Sytuacja ta jest odwrotna na półkuli południowej (tzn, najdłuższy dzień jest 21 grudnia, a najkrótszy 21 czerwca).
Niektóre rośliny obligatoryjne długiego dnia to:
- Goździk (Dianthus)
- Henbane (Hyoscyamus)
- Owies (Avena)
Niektóre rośliny fakultatywne długiego dnia to:
- Groch (Pisum sativum)
- Jęczmień (Hordeum vulgare)
- Sałata (Lactuca sativa)
- Pszenica (Triticum aestivum)
Rośliny dnia krótkiegoEdit
Rośliny dnia krótkiego kwitną, gdy długość nocy przekracza ich krytyczny fotoperiod. Nie mogą one kwitnąć w krótkich nocy lub jeśli impuls sztucznego światła świeci na roślinę przez kilka minut w nocy, wymagają one ciągłego okresu ciemności przed kwiatowy rozwój może się rozpocząć. Naturalne światło nocne, takie jak światło księżyca lub błyskawic, nie ma wystarczającej jasności lub czasu trwania, aby przerwać kwitnienie.
Ogólnie rośliny krótkiego dnia (tj. długiej nocy) kwitną, gdy dni stają się krótsze (a noce dłuższe) po 21 czerwca na półkuli północnej, co ma miejsce latem lub jesienią. Długość okresu ciemnego wymaganego do wywołania kwitnienia różni się między gatunkami i odmianami danego gatunku.
Fotoperiodyzm wpływa na kwitnienie poprzez indukowanie pędu do wytwarzania pąków kwiatowych zamiast liści i pąków bocznych.
Niektóre rośliny fakultatywne dnia krótkiego to:
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marihuana (Cannabis)
- Bawełna (Gossypium)
- Ryż (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Green Gram (Mung bean, Vigna radiata)
- Soja (Glycine max)
Rośliny neutralne dzienneEdit
Rośliny neutralne dzienne, takie jak ogórki, róże, pomidory i Ruderalis (konopie automatycznie kwitnące) nie inicjują kwitnienia w oparciu o fotoperiodyzm. Zamiast tego, mogą rozpocząć kwitnienie po osiągnięciu pewnego ogólnego stadium rozwoju lub wieku, lub w odpowiedzi na alternatywne bodźce środowiskowe, takie jak werniksowanie (okres niskiej temperatury).
.