¿Qué es el fenómeno fotoperiódico?

El fotoperiodismo es la respuesta de los organismos a los cambios durante la exposición a la luz solar, especialmente a través de procesos biológicos. Fotoperiodismo

Las plantas perciben los cambios en la duración del día y la noche. El fenómeno que controla la floración se llama fotoperiodismo. (Florece en respuesta a la duración relativa del día y la noche). Algunas personas también han dado una definición amplia al fotoperiodismo, que es un fenómeno en el que las plantas controlan las respuestas fisiológicas al detectar la duración del día y la noche. El fenómeno de las plantas que controlan la floración al detectar cambios en la duración del día y la noche se llama fotoperiodismo (floración en respuesta a la duración relativa del día y la noche). Algunas personas también han dado una definición amplia al fotoperiodismo, que es un fenómeno en el que las plantas controlan las respuestas fisiológicas al detectar la duración del día y la noche. El fenómeno de las plantas que controlan la floración al detectar cambios en la duración del día y la noche se llama fotoperiodismo (floración en respuesta a la duración relativa del día y la noche). Algunas personas también dan una definición amplia al fotoperiodismo, que es un fenómeno en el que las plantas controlan las respuestas fisiológicas al detectar la duración del día y la noche. El fenómeno de las plantas que controlan la floración al detectar cambios en la duración del día y la noche se llama fotoperiodismo (floración en respuesta a la duración relativa del día y la noche). Algunas personas también dan una definición amplia al fotoperiodismo, que es un fenómeno en el que las plantas controlan las respuestas fisiológicas al detectar la duración del día y la noche. El descubrimiento del fenómeno fotoperiódico Editar este párrafo El fenómeno fotoperiódico fue descubierto por Garner y Allard en Estados Unidos. En la década de 1910, Garner y Allard estaban trabajando en la Estación Experimental Agrícola de Beltsville del Departamento de Agricultura de los EE. UU. En Maryland, EE. UU., Descubrieron dos fenómenos inexplicables. Uno era la variedad de tabaco Maryland Mammoth. La altura de la planta podía alcanzar de 3 a 5 metros. pero no floreció, si está en invernadero en invierno, la altura de la planta es inferior a 1 metro. Otro fenómeno es que una determinada variedad de soja se siembra en diferentes épocas en primavera, pero florece al mismo tiempo en verano. , aunque la soja se siembra en diferentes épocas, los cuerpos tróficos varían en tamaño. El fenómeno anterior muestra que las plantas florecen en una estación específica. Creen que debe haber algún factor ambiental que controle la floración. Como todos sabemos, los principales factores ambientales son la temperatura, la luz, el agua, el aire y los nutrientes minerales. con las estaciones son la temperatura y la luz. Por lo tanto, probaron el efecto de la duración del día en la floración del tabaco y descubrieron que el tabaco solo florecía cuando la duración del día era inferior a 14 horas; de lo contrario, no florecía. Posteriormente se descubrió que muchas plantas necesitan una determinada duración de luz solar para florecer, como el trigo de invierno, las espinacas, los rábanos, los guisantes, el beleño, etc. Este es el descubrimiento del fenómeno fotoperiódico. Tipos de respuestas fotoperiódicas de las plantas Editar este párrafo 1. Plantas de días cortos

En el ciclo día-noche de 24 horas, pueden florecer las plantas que tienen una duración del día inferior a un determinado número de horas. Como el tabaco americano, la soja, el arroz, el maíz, el mijo, el crisantemo, el berberecho, etc.

2. Plantas de día largo

En el ciclo de día y noche de 24 horas, las plantas pueden florecer sólo si la duración del día es superior a un determinado número de horas. Como cebada, trigo, centeno, rábano, espinacas, repollo, col china, beleño, remolacha, etc.

① Plantas de día largo absoluto o día corto absoluto

Existe una duración del día crítica clara para la floración en 24 horas, que es la duración máxima del día necesaria para la floración. Las plantas que no pueden florecer cuando las horas de sol exceden esta duración crítica del día se llaman plantas de día corto absoluto, y las plantas que solo pueden florecer cuando las horas de sol exceden esta duración crítica del día se llaman plantas de día largo absoluto.

A la duración crítica del día le corresponde la duración crítica de la noche (período crítico de oscuridad). La duración crítica de la noche se refiere a la duración mínima del período de oscuridad durante el ciclo día-noche para que florezcan las plantas de días cortos, o la duración máxima del período de oscuridad para que florezcan las plantas de días largos.

Tabla: Duración del día crítica de algunas plantas de día corto absoluto y plantas de día largo absoluto

Nombre de la planta Tipo de fotoperíodo Duración del día crítica (horas) en el día y la noche de 24 horas ciclo Soja Beijing (maduración media) Plantas de día corto 15 Plantas de día corto Poinsettia 12,5 Plantas de día corto American Nicotiana 14 Plantas de día corto Xanthium 15,5 Plantas de beleño (28,5 ℃) Plantas de día largo 11,5 Plantas de día largo de mostaza blanca aproximadamente 14 Espinacas plantas de día largo 13 Remolacha (anual) Plantas de día largo 13-14

Por ejemplo, la duración crítica del día para la floración de la soja de Beijing en la tabla anterior es de 15 horas, lo que significa que si excede las 15 horas , la reacción de floración se verá afectada. Entonces la duración crítica de la noche a la que corresponde es de 9 horas. En otras palabras, la duración de la noche no puede ser inferior a 9 horas, de lo contrario afectará la floración. Las plantas de un día son todo lo contrario.

En cierto sentido, la duración crítica de la noche es más importante para la floración que la duración crítica del día. Las noches largas inducen la floración en plantas de días cortos pero inhiben la floración en plantas de días largos. Por eso, las plantas de día corto también se denominan plantas de noche larga. Las plantas de día largo se llaman plantas de noche corta.

② Plantas de días relativamente largos o relativamente cortos

La floración de muchas plantas de días cortos y de días largos no tiene en absoluto una duración de día crítica. Apenas pueden formar flores después de un largo período de tiempo bajo una luz solar inadecuada. Por ejemplo, la berberecho canadiense es una planta de días relativamente cortos.

3. Plantas de día neutro (DNP)

La floración de estas plantas no se ve afectada por la duración de la luz solar y pueden florecer normalmente bajo cualquier luz solar. Como algodón, tomates, berenjenas, judías verdes y algunas flores que florecen todo el año (rosas), etc.

4. Plantas de día corto y largo y plantas de día largo y corto

En este tipo de plantas, los dos procesos de inducción floral y formación floral requieren diferentes duraciones de día. Por ejemplo, el enraizamiento de hojas grandes y la inducción de flores en árboles frondosos requieren días largos. Posteriormente, si la planta continúa bajo luz solar prolongada, no se formarán órganos florales y las flores sólo se podrán formar bajo luz solar corta. Este tipo de planta se llama planta de día largo y corto. Campanula y Vasus japonica son todo lo contrario. La inducción de flores se completa en condiciones de días cortos, mientras que la formación de órganos florales requiere días largos. Este tipo de planta es una planta de días cortos y largos. Latitud geográfica y tipos de respuesta fotoperiódicaEditar este párrafo Los diferentes tipos de respuestas fotoperiódicas de las plantas son el resultado de una adaptación a largo plazo al medio ambiente. Dado que la misma latitud en la Tierra tiene diferentes fotoperíodos en diferentes estaciones y diferentes latitudes tienen diferentes fotoperíodos en la misma estación, se forma una distribución regular de los tipos de respuesta fotoperiódica de las plantas.

Nuestro país está situado en el hemisferio norte y la temperatura es baja durante el período de días cortos en primavera. Las plantas generalmente se encuentran en la etapa de plántula y no tienen nada que ver con la floración. En otoño, la temperatura es más alta, lo que es adecuado para el crecimiento de las plantas, por lo que la luz del sol en esta época afecta significativamente la floración de las plantas. El largo período natural de luz diurna en verano tiene temperaturas más altas, lo que es un período adecuado para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Básicamente, hay dos estaciones en un año que afectan la floración y fructificación de las plantas. En latitudes bajas, la temperatura es más alta durante todo el año, pero no hay condiciones de días largos, por lo que sólo hay plantas de días cortos, que generalmente brotan a principios de primavera y florecen en cualquier momento en verano y otoño. Algunas plantas pueden tener múltiples estaciones, como el arroz en latitudes medias, hay condiciones tanto de días largos como de días cortos, y la temperatura en otoño es alta, por lo que se distribuyen tanto plantas de días largos como de días cortos. Las plantas de días largos florecen a finales de primavera y principios de verano, mientras que las plantas de días cortos florecen en otoño en latitudes altas (noreste de mi país), aunque existen condiciones de días largos y días cortos, los cambios estacionales de temperatura son más obvios; . Durante los cortos días de otoño, la temperatura ya es baja y las plantas no pueden crecer. Por lo tanto, algunas plantas que requieren más tiempo de luz solar no pueden sobrevivir. El mecanismo de inducción del fotoperíodo Edite este párrafo 1. La parte que detecta el fotoperíodo

Los experimentos han confirmado que la parte que detecta la respuesta al fotoperíodo son las hojas de la planta: por ejemplo, se realizó un experimento con un Planta de día, crisantemo. Primero, la planta fue Quite todas las hojas superiores.

2. Transmisión de estimulantes de la floración

La parte que recibe la inducción fotoperiódica es la hoja, y la parte que sufre la respuesta fotoperiódica es el punto de crecimiento de la punta del tallo, que se encuentra entre las hoja y la parte que reacciona Separada del pecíolo y una sección de tallo. Entonces debe haber un problema con la conducción de los estímulos de floración. Tomemos como ejemplo el experimento del injerto de berberecho. Se injertan cinco plantas de berberecho juntas, y solo una hoja de una de ellas está bajo el fotoperíodo adecuado (luz del día corta) para la floración, mientras que las otras plantas están bajo el fotoperíodo inadecuado (luz del día larga), todas pueden florecer.

Esto demuestra que, efectivamente, las sustancias estimulantes de la floración se transfieren entre plantas mediante la curación de injertos.

Además, las plantas de días cortos que han sido tratadas con condiciones de días cortos, como Liangcai, se injertan en plantas de días largos Babao, lo que puede hacer que Babao florezca en condiciones de días cortos. . Por el contrario, si las plantas de días largos tratadas con condiciones de días largos se conectan a plantas de días cortos, esto puede hacer que las plantas de días cortos florezcan en condiciones de días largos. Esto muestra que los estímulos de floración producidos por las dos plantas que responden al fotoperíodo tienen casi las mismas propiedades. El tratamiento de los pecíolos o tallos con vapor o anestésicos bloquea el transporte de estimulantes de la floración, lo que sugiere que la vía de transporte es el floema. Zhai Laxuan de la Unión Soviética llamó a este estimulante forógeno, pero esta sustancia aún no ha sido aislada.

3. Inducción del fotoperiodo

Inducción del fotoperiodo: Mientras las plantas no reciban un fotoperiodo adecuado durante los días suficientes, aún pueden florecer aunque se coloquen en condiciones de fotoperiodo inadecuadas. Este fenómeno se llama inducción fotoperiódica.

El número de días (es decir, varios fotoperiodos) que tarda una planta en completar la inducción del fotoperiodo varía de una planta a otra:

Xanthium: un fotoperiodo. Eso son 15 horas de luz y 9 horas de oscuridad (15L-9D). Petunia japonesa: un día. El período de inducción de la mayoría de las plantas de días cortos requiere más de un día, como 3 días para la soja, 4 días para el cáñamo, 7-9 días para la perilla de hoja roja, 12 días para los crisantemos, etc. Las plantas de día largo que requieren un día incluyen mostaza, espinacas, colza, toxinas, etc. Entre los que duran más de un día se encuentran: beleño: 2-3 días, amaranto 4 días, remolacha anual 13-15 días, etc.

El número de días necesarios para la inducción del fotoperíodo en diferentes plantas está relacionado con la edad, la temperatura, la intensidad de la luz y la duración de la luz. Las plantas son jóvenes (alcanzando la capacidad de inducción del fotoperíodo), la temperatura es alta, la luz es fuerte y el período de inducción se acorta.

4. Fenómeno de interrupción de la luz durante el período de oscuridad

① Intensidad de la luz inducida por el fotoperíodo: en condiciones naturales, la intensidad de la luz requerida para la inducción del fotoperíodo es débil y mucho menor que la de la luz. y la intensidad de luz necesaria para la acción. Generalmente se cree que está entre 50 y 100 lux, y algunas plantas son incluso más bajas. Por ejemplo, cuando se suplementa el arroz con luz por la noche, la intensidad de la luz sólo necesita de 8 a 10 lux para estimular significativamente la respuesta fotoperiódica. Muestra que la respuesta fotoperiódica de las plantas es extremadamente sensible a la luz.

②El fenómeno de la interrupción de la luz durante el período de oscuridad y los efectos fisiológicos El fenómeno de la interrupción de la luz durante el período de oscuridad muestra la relación entre la respuesta fotoperiódica y la intensidad de la luz, la calidad de la luz y las sustancias involucradas en las reacciones de la luz.

El período de oscuridad es más importante para la floración de las plantas. Para las plantas de día corto, su floración depende de la duración del período de oscuridad, siempre y cuando el período de oscuridad supere la duración crítica de la noche. período), no importa cuán largo sea el período de luz, todo florece. Por lo tanto, es más exacto llamar a las plantas de día corto "plantas de noche larga". Las plantas de día, por el contrario, no requieren oscuridad continua. Si el período de oscuridad que es suficiente para hacer florecer las plantas de días cortos es interrumpido por un destello de cierta intensidad, las plantas de días cortos no podrán florecer, pero las plantas de días largos sí podrán florecer. Este fenómeno se llama fenómeno de interrupción de la luz del período oscuro.

Experimentos que utilizan luz de diferentes longitudes de onda para interrumpir los períodos de oscuridad han demostrado que la luz roja es la más eficaz, ya sea para inhibir la floración de plantas de días cortos o para inducir la floración de plantas de días largos. Si se utiliza la iluminación de color rojo lejano inmediatamente después de la iluminación roja, el efecto de interrupción del flash durante el período de oscuridad desaparecerá. Esto muestra que los fotosensibilizadores están involucrados en el efecto de discontinuidad del flash durante el período de oscuridad.

5. El fotosensibilizador y su papel en la formación de flores

El espectro máximo del efecto de interrupción del flash en el período de oscuridad es exactamente el espectro de absorción máxima del fotosensibilizador, y el espectro mínimo es También es exactamente el mismo el espectro de absorción mínimo del fotosensibilizador.

①Propiedades físicas y químicas de los fotosensibilizadores

Los fotosensibilizadores se pueden extraer de casi todas las partes de las plantas superiores, es decir, están presentes en todos los tejidos de las plantas superiores (raíces, tallos , hojas, flores, frutos, frutos, semillas, coleoptiles). En las células, los fotosensibilizadores pueden concentrarse en la superficie de la membrana celular. El contenido de fotosensibilizadores es menor en los tejidos verdes y mayor en los tejidos amarillos. El nivel de concentración es 10-7-10-5M.

Se han preparado fotosensibilizantes de alta pureza a partir de plántulas de monocotiledóneas etioladas (maíz, etc.). Se ha identificado como una proteína azul. Su cromóforo es similar a la clorofila y al hemo. Tiene cuatro anillos de pirrol, pero no están conectados cíclicamente, sino que se abren en una cadena lineal y están conectados a la parte proteica con un enlace positivo. que se compone de dos partes: proteína y cromóforo. El peso molecular del fotosensibilizador natural es de aproximadamente 120 kDa.

② Fotosensibilizadores e inducción de floración

Existen dos formas de fotosensibilizadores, Pr y Pfr.

En el tejido amarillo, la mayoría de los fotosensibilizadores existen en la forma absorbente de luz roja (Pr), con un pico de absorción a 660 nm. Cuando se irradia con luz roja, el espectro de absorción de Pr cambia y el pico de absorción está a 725 nm. Esto muestra que el Pr se ha convertido en otra forma (Pfr) mediante irradiación de luz roja.

Actualmente no está claro cómo los fitocromos producen efectos fisiológicos en la floración. El fitocromo no es un estimulador de la floración per se, pero puede desencadenar la formación (síntesis o activación) de estimulantes de la floración. Ahora se cree generalmente que ya sea una planta de día corto (SDP) o una planta de día largo (LDP), su floración está relacionada con la proporción de Pfr a Pr. Para SDP, al final del período de luz, la relación Pfr/Pr es alta (porque durante el día, la proporción de luz roja es grande, lo que favorece la formación de Pfr) y se bloquea la síntesis de estimulantes de la floración. . Después de pasar a la noche, Pfr se invierte a Pr y la relación Pfr/Pr se vuelve más pequeña. Cuando este valor alcanza un cierto nivel, se desencadenará el proceso metabólico que guía la formación de estímulos de floración y podrá ocurrir la reacción de floración del SDP. Si el período de oscuridad es interrumpido por la luz roja, Pr se convierte en Pfr, la relación Pfr/Pr aumenta y se previene la formación de estimulantes de la floración.

Para LDP, la formación de estimulantes de la floración requiere una mayor relación Pfr/Pr, que se puede obtener al final del largo período de luz. Si el período de oscuridad es demasiado largo en días cortos, Pfr se convertirá en Pr o Pfr se destruirá, el valor Pfr/Pr no alcanzará un nivel alto y no se formarán estimulantes de la floración. La interrupción de la luz roja en el período de oscuridad puede aumentar nuevamente el valor Pfr/Pr, permitiendo la síntesis de estimulantes de la floración, y las plantas de día largo pueden florecer. Materiales de referencia edite este párrafo /view/705261.html?fromTaglist