Fotoperiodisme dan Waktu Berbunga

Banyak tumbuhan berbunga sebagai respons terhadap panjang hari, menggunakan reseptor cahaya dan jam internal untuk membaca musim dan mengatur reproduksi, dalam salah satu masalah klasik fisiologi tumbuhan yang kini dipahami pada tingkat molekuler.

Definition

Fotoperiodisme adalah respons tumbuhan terhadap panjang relatif siang dan malam, dan kontrol waktu berbunga adalah integrasi isyarat-isyarat ini dan isyarat lainnya ke dalam keputusan untuk beralih dari pertumbuhan vegetatif ke pembungaan.

Scope

Topik ini mencakup fotoperiodisme dan klasifikasi tumbuhan sebagai tumbuhan hari panjang, hari pendek, atau hari netral, fotoreseptor dan jam sirkadian yang mengukur panjang hari, sinyal florigen, dan peran vernalisasi dalam kontrol genetik waktu berbunga.

Core questions

• Bagaimana tumbuhan mengukur panjang hari untuk mengatur waktu berbunga?
• Bagaimana sifat sinyal bergerak yang menginduksi pembungaan?
• Bagaimana fotoperiodisme, vernalisasi, dan isyarat internal bergabung untuk mengontrol waktu berbunga?

Key theories

Model kebetulan fotoperiodisme

Panjang hari dirasakan ketika cahaya bertepatan dengan jendela sensitivitas yang diatur oleh jam, sehingga fotoreseptor dan jam sirkadian bersama-sama menentukan apakah tumbuhan merasakan hari panjang atau hari pendek.

Florigen sebagai sinyal pembungaan bergerak

Daun yang merasakan fotoperiode induktif menghasilkan sinyal bergerak, yang diidentifikasi sebagai protein FT, yang bergerak ke apeks tunas dan memicu transisi ke pembungaan.

Mechanisms

Fotoreseptor—fitokrom dan kriptokrom—memberikan informasi cahaya ke jam sirkadian, yang mengatur ekspresi regulator seperti CONSTANS sehingga gen pemicu pembungaan diaktifkan hanya ketika cahaya jatuh dalam jendela yang ditentukan oleh jam, membedakan kondisi hari panjang dari hari pendek. Daun yang terinduksi menghasilkan protein FT, florigen yang telah lama dicari, yang bergerak melalui floem ke apeks tunas dan, bersama protein mitra, mengaktifkan gen identitas bunga. Pada banyak spesies, jalur dingin berkepanjangan yang terpisah, vernalisasi, menghilangkan represi epigenetik pembungaan, menyelaraskan reproduksi dengan musim semi.

Clinical relevance

Kontrol waktu berbunga sangat penting bagi pertanian dan hortikultura, menentukan adaptasi geografis tanaman, penjadwalan produksi rumah kaca, dan pemuliaan varietas yang sesuai dengan panjang hari dan musim tanam tertentu.

History

Garner dan Allard menjelaskan fotoperiodisme pada tahun 1920, dan Chailakhyan mengusulkan konsep florigen pada tahun 1930-an; genetika molekuler pada tumbuhan model kemudian mengidentifikasi fotoreseptor, komponen jam, dan protein FT yang mewujudkan sinyal florigen.

Key figures

• Wightman Garner
• Harry Allard
• Mikhail Chailakhyan

Seminal works

• taiz2015
• buchanan2015

Frequently asked questions

Apa itu tumbuhan hari pendek?

Tumbuhan hari pendek berbunga ketika panjang malam melebihi nilai kritis—yaitu, ketika hari-hari pendek—meskipun sebenarnya panjang kegelapan tanpa gangguanlah yang diukur oleh tumbuhan; contohnya termasuk krisan dan banyak spesies yang berbunga di musim gugur.

Apa itu florigen?

Florigen adalah sinyal pembungaan bergerak yang dihasilkan di daun di bawah panjang hari induktif; yang telah lama dicari, diidentifikasi sebagai protein FT, yang bergerak ke ujung tunas untuk mengaktifkan pembungaan.