Fotoperiodyzm i jego wpływ na kwitnienie roślin

Fotoperiodyzm to reakcja organizmów na czas trwania dnia i nocy. Jest to kluczowy czynnik wpływający na kwitnienie roślin.

Definition: Fotoperiod to okres działania światła na roślinę.

Co warunkuje kwitnienie roślin neutralnych? Wyróżniamy trzy grupy roślin ze względu na fotoperiodyzm:

1. Rośliny krótkiego dnia $RKD$ - kwitną, gdy są poddane nieprzerwanie pewnej liczbie długich nocy $ponad 12h$. Są związane z klimatem subtropikalnym.
2. Rośliny długiego dnia $RDD$ - wymagają przewagi dnia $ponad 12h$. Są związane z klimatem umiarkowanym i zimnym.
3. Rośliny neutralne - kwitną niezależnie od długości dnia i nocy.

Example: Przykłady roślin RKD: astry, tytoń, złocienie, proso, ryż, dalie, poinsecja. Przykłady roślin RDD: zboża, koniczyna, trawy, sałata. Przykłady roślin neutralnych: pomidor, ogórek.

Fotoperiodyzm i wernalizacja to przykłady adaptacji roślin do życia w różnych strefach klimatycznych, dzięki czemu rośliny zakwitają w sprzyjających porach.

Vocabulary: Fitochrom - białko zbudowane z fikobiliny i cysteiny, odbierające bodziec fotoperiodyczny.

Mechanizm działania fitochromu w procesie kwitnienia

Fitochrom występuje w dwóch formach: PR $P660$ i PFR $P730$, które ulegają wzajemnym przekształceniom pod wpływem światła.

Highlight: PR absorbuje światło czerwone o długości 660 nm, podczas gdy PFR pochłania światło dalekiej czerwieni $podczerwone$ o długości 730 nm.

Na schematach II II przedstawiono reakcję rośliny na różne warunki świetlne:

1. Rośliny krótkiego dnia $RKD$ kwitną, gdy jest duże stężenie PR, a spadek PFR.
2. Rośliny długiego dnia $RDD$ kwitną, gdy jest duże stężenie PFR.

PFR to fitochrom aktywny fizjologicznie, który indukuje florigen - hormon kwitnienia.

Example: Przeprowadzono doświadczenie, którego celem miało być sprawdzenie, czy podczas kiełkowania nasion światło wpływa na konwersję form fitochromu. Wyniki pokazały, że światło czerwone lub białe promuje kiełkowanie, podczas gdy ciemność lub światło dalekiej czerwieni hamuje ten proces.

Owocowanie i dojrzewanie owoców

Owocowanie jest procesem kontrolowanym głównie przez auksyny i gibereliny. Auksyny i cytokininy odgrywają kluczową rolę w rozwoju owoców.

Dojrzewanie owoców obejmuje:

• Hydrolizę skrobi
• Rozkład ścian komórkowych

Highlight: Za starzenie się roślin odpowiada etylen.

Rośliny dzielimy na:

• Monokarpiczne - kwitną tylko raz $np. rośliny jednoroczne, agawa$
• Polikarpiczne - kwitną wiele razy $np. rośliny wieloletnie$

Vocabulary: Partenokarpia to zawiązanie owoców bez zapłodnienia.

Antagonistyczne działanie fitohormonów jest widoczne w procesie opadania liści, gdzie etylen i kwas abscysynowy $ABA$ powodują utratę turgoru i opadanie liści.

Example: Przykładem plejotropowego działania fitohormonów jest wpływ auksyn na różne procesy wzrostu i rozwoju rośliny, takie jak wydłużanie komórek, dominacja wierzchołkowa czy inicjacja korzeni przybyszowych.

Podsumowanie roli fitohormonów w rozwoju generatywnym roślin

Fitohormony na menopauzę to termin, który może być mylący, gdyż fitohormony roślinne różnią się od hormonów ludzkich. Jednak niektóre związki roślinne, takie jak fitoestrogeny, mogą mieć działanie podobne do estrogenów u ludzi.

Cytokininy funkcje obejmują stymulację podziałów komórkowych, opóźnianie starzenia się liści i regulację morfogenezy.

Highlight: Określ jak wymienione fitohormony działają na kiełkowanie nasion: Gibereliny stymulują kiełkowanie, podczas gdy kwas abscysynowy hamuje ten proces.

Podaj nazwy dwóch grup fitohormonów których stężenie rośnie u drzew wiosną, po przerwaniu spoczynku: Gibereliny i cytokininy.

Example: Fitohormony przykłady: Auksyny $IAA$, gibereliny $GA$, cytokininy, etylen, kwas abscysynowy $ABA$.

Biegunowość rośliny jest podstawą różnicowania się tkanek i organów. Auksyny odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu biegunowości, wpływając na transport polarny i różnicowanie komórek.

Highlight: Auksyny wpływają na wzrost całej rośliny, regulując procesy takie jak wydłużanie komórek, fototropizm, geotropizm i dominacja wierzchołkowa.

Rozwój generatywny roślin

Rozwój generatywny roślin to fascynujący proces obejmujący kwitnienie i owocowanie. W jego trakcie powstają kwiaty, nasiona i owoce. Na czym polega kwitnienie? To wytwarzanie organów rozmnażania płciowego roślin.

Jakie czynniki wpływają na wzrost roślin? Kwitnienie jest uwarunkowane zarówno czynnikami zewnętrznymi, jak i wewnętrznymi:

Czynniki zewnętrzne:

• Temperatura
• Długość dnia i nocy

Czynniki wewnętrzne:

• Fitohormony $auksyny i gibereliny$

Highlight: Pąki kwiatowe powstają na miejscu merystemu wierzchołkowego.

Wernalizacja to kluczowy proces w rozwoju generatywnym niektórych roślin.

Definition: Wernalizacja $jaryzacja$ to pobudzający wpływ niskich temperatur na proces kwitnienia.

Rośliny kriofilne zakwitają, gdy są poddane działaniu niskich temperatur $0°-10°C$. Niska temperatura indukuje kwitnienie u roślin ozimych, dwuletnich $np. marchew$ i wieloletnich $np. jabłoń, głównie stare odmiany$.

Example: Marchew jest rośliną dwuletnią. W pierwszym roku wegetacji wytwarza tylko organy wegetatywne $korzeń spichrzowy, krótką łodygę$. Natomiast w drugim roku - po przejściu zimy - wytwarza długą łodygę, liście, kwiaty i owoce.