Många blommande växter (angiospermer) använder ett fotoreceptorprotein, t.ex. fytokrom eller kryptokrom, för att känna av säsongsmässiga förändringar i nattlängd, eller fotoperiod, som de tar som signaler för att blomma. I en ytterligare indelning kräver obligat fotoperiodiska växter absolut en tillräckligt lång eller kort natt för att blomma, medan fakultativt fotoperiodiska växter är mer benägna att blomma under ett visst villkor.
Fytokrom finns i två former: Pr och Pfr. Rött ljus (som finns under dagen) omvandlar fytokrom till sin aktiva form (pfr). Detta utlöser sedan växten att växa. I sin tur finns långt rött ljus i skuggan eller i mörkret och detta omvandlar fytokrom från pfr till pr. Pr är den inaktiva formen av fytokrom och tillåter inte växttillväxt. Detta system för omvandling av Pfr till Pr gör det möjligt för växten att känna av när det är natt och när det är dag. Pfr kan också omvandlas tillbaka till Pr genom en process som kallas mörkerreversion, där långa perioder av mörker utlöser omvandlingen av Pfr. Detta är viktigt när det gäller växternas blomning. Experiment av Halliday et al. visade att manipulationer av förhållandet mellan rött och långt rött i Arabidopsis kan förändra blomningen. De upptäckte att växterna tenderar att blomma senare när de utsätts för mer rött ljus, vilket bevisar att rött ljus hämmar blomningen. Andra experiment har bevisat detta genom att utsätta växter för extra rött ljus mitt i natten. En kortdagsplanta blommar inte om ljuset slås på i några minuter mitt i natten och en långdagsplanta kan blomma om den utsätts för mer rött ljus mitt i natten.
Kryptokromer är en annan typ av fotoreceptor som är viktig för fotoperiodism. Kryptokromer absorberar blått ljus och UV-A. Kryptokromer drar med sig den cirkadiska klockan till ljuset. Man har funnit att både kryptokromer och fytokromer är beroende av ljus och att mängden kryptokromer kan förändras beroende på dagslängden. Detta visar hur viktiga båda fotoreceptorerna är när det gäller att bestämma dagslängden.
In 1920 publicerade W. W. Garner och H. A. Allard sina upptäckter om fotoperiodism och ansåg att det var dagsljusets längd som var avgörande, men det upptäcktes senare att det var nattens längd som var den styrande faktorn. Fotoperiodiska blommande växter klassificeras som långdagsplantor eller kortdagsplantor trots att natten är den kritiska faktorn på grund av det ursprungliga missförståndet om att dagsljuset var den styrande faktorn. Tillsammans med långdagsplantor och kortdagsplantor finns det plantor som faller in i en ”dubbel dagslängdskategori”. Dessa växter är antingen lång-kort-dagsväxter (LSDP) eller kort-lång-dagsväxter (SLDP). LSDP-växter blommar efter en serie långa dagar följt av korta dagar medan SLDP-växter blommar efter en serie korta dagar följt av långa dagar. Varje växt har en kritisk fotoperiod av olika längd, eller kritisk nattlängd.
Moderna biologer tror att det är sammanträffandet av de aktiva formerna av fytokrom eller kryptokrom, som skapas av ljuset under dagtid, med rytmerna i den cirkadiska klockan som gör det möjligt för växterna att mäta längden på natten. Förutom blomning omfattar fotoperiodism hos växter tillväxten av stammar eller rötter under vissa årstider och förlust av blad. Artificiell belysning kan användas för att framkalla extra långa dagar.
LångdagsplantorRedigera
Långdagsplantor blommar när nattlängden faller under deras kritiska fotoperiod. Dessa växter blommar vanligtvis under sen vår eller tidig sommar när dagarna blir längre. På norra halvklotet infaller årets längsta dag (sommarsolståndet) omkring den 21 juni. Efter det datumet blir dagarna kortare (dvs. nätterna blir längre) fram till den 21 december (vintersolståndet). Denna situation är omvänd på det södra halvklotet (dvs, längsta dagen är den 21 december och kortaste dagen är den 21 juni).
Vissa obligata växter med lång dag är:
- Nällika (Dianthus)
- Hönsört (Hyoscyamus)
- Havre (Avena)
Vissa fakultativa växter med lång dag är:
- Ärt (Pisum sativum)
- Korn (Hordeum vulgare)
- Sallat (Lactuca sativa)
- Vete (Triticum aestivum)
KortdagsplantorRedigera
Kortdagsplantor blommar när nattlängderna överskrider deras kritiska fotoperiod. De kan inte blomma under korta nätter eller om en puls av artificiellt ljus lyser på växten i flera minuter under natten; de kräver en kontinuerlig period av mörker innan blomutvecklingen kan påbörjas. Naturligt nattljus, t.ex. månljus eller blixtar, har inte tillräcklig ljusstyrka eller varaktighet för att avbryta blomningen.
I allmänhet blommar kortdagsplantor (dvs. plantor med lång natt) när dagarna blir kortare (och nätterna längre) efter den 21 juni på norra halvklotet, vilket är under sommaren eller hösten. Längden på den mörkerperiod som krävs för att framkalla blomning skiljer sig åt mellan arter och sorter av en art.
Fotoperiodism påverkar blomningen genom att skottet förmås att producera blomknoppar i stället för blad och sidoknoppar.
Vissa kortdagsfaultativa växter är:
- Kenaf ( Hibiscus cannabinus)
- Marijuana (Cannabis)
- Bomull (Gossypium)
- Ris (Oryza)
- Jowar (Sorghum bicolor)
- Green Gram (Mung bean, Vigna radiata)
- Sojabönor (Glycine max)
Dagneutrala växterRedigera
Dagneutrala växter, såsom gurkor, rosor, tomater och Ruderalis (självblommande cannabis) inleder inte blomning baserat på fotoperiodism. I stället kan de börja blomma efter att ha uppnått ett visst utvecklingsstadium eller en viss ålder, eller som svar på alternativa miljöstimuli, t.ex. vernalisering (en period med låg temperatur).