Fotoperiyodizm ve Çiçeklenme Zamanı
Birçok bitki, mevsimleri okumak ve üremeyi zamanlamak amacıyla ışık reseptörlerini ve iç saatini kullanarak gün uzunluğuna tepki olarak çiçeklenmektedir; bu durum, bitki fizyolojisinin klasik problemlerinden biri olup günümüzde moleküler düzeyde anlaşılmaktadır.
Tanım
Fotoperiyodizm, bitkilerin gün ve gece göreceli uzunluğuna verdiği tepki olarak tanımlanmaktadır; çiçeklenme zamanı kontrolü ise, vejetatif büyümeden çiçeklenmeye geçiş kararına bu ve diğer ipuçlarının entegrasyonunu ifade etmektedir.
Kapsam
Bu konu, fotoperiyodizmi ve bitkilerin uzun gün, kısa gün veya nötr gün bitkileri olarak sınıflandırılmasını, gün uzunluğunu ölçen fotoreseptörleri ve sirkadiyen saati, florigen sinyalini ve çiçeklenme zamanının genetik kontrolünde vernalizasyonun rolünü kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bitkiler çiçeklenme zamanını belirlemek için gün uzunluğunu nasıl ölçmektedir?
- Çiçeklenmeyi indükleyen hareketli sinyalin doğası nedir?
- Fotoperiyot, vernalizasyon ve içsel ipuçları çiçeklenme zamanını kontrol etmek için nasıl birleşmektedir?
Temel kuramlar
- Fotoperiyodizmin Çakışma Modeli
- Gün uzunluğu, ışığın saat tarafından düzenlenen bir hassasiyet penceresiyle çakıştığında algılanmaktadır; bu sayede fotoreseptörler ve sirkadiyen saat birlikte bir bitkinin uzun veya kısa günleri algılayıp algılamadığını belirlemektedir.
- Hareketli Bir Çiçeklenme Sinyali Olarak Florigen
- İndüktif fotoperiyodu algılayan yapraklar, FT proteini olarak tanımlanan hareketli bir sinyal üretmektedir; bu sinyal sürgün ucuna hareket etmekte ve çiçeklenmeye geçişi tetiklemektedir.
Mekanizmalar
Fotoreseptörler — fitokromlar ve kriptokromlar — ışık bilgisini sirkadiyen saate iletmektedir; bu saat, CONSTANS gibi düzenleyicilerin ifadesini kontrol ederek, çiçeklenmeyi teşvik eden genlerin yalnızca ışığın saatin tanımladığı bir pencereye denk geldiği durumlarda aktive olmasını sağlamakta ve uzun gün koşullarını kısa gün koşullarından ayırmaktadır. Uyarılmış yapraklar, uzun süredir aranan florigen olan FT proteinini üretmektedir; bu protein, floem aracılığıyla sürgün ucuna hareket etmekte ve partner proteinlerle birlikte çiçek kimliği genlerini aktive etmektedir. Birçok türde, ayrı bir uzun süreli soğuk yolu olan vernalizasyon, çiçeklenmenin epigenetik baskılanmasını ortadan kaldırmakta ve üremeyi ilkbaharla hizalamaktadır.
Klinik önem
Çiçeklenme zamanının kontrolü, tarım ve bahçecilik için merkezi bir öneme sahiptir; bitkilerin coğrafi adaptasyonunu, sera üretiminin zamanlamasını ve belirli gün uzunluklarına ve büyüme mevsimlerine uygun çeşitlerin ıslahını belirlemektedir.
Tarihçe
Garner ve Allard, fotoperiyodizmi 1920'de tanımlamış, Chailakhyan ise florigen kavramını 1930'larda öne sürmüştür; model bitkilerdeki moleküler genetik çalışmaları daha sonra fotoreseptörleri, saat bileşenlerini ve florigen sinyalini temsil eden FT proteinini tanımlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Wightman Garner
- Harry Allard
- Mikhail Chailakhyan
İlgili konular
Temel eserler
- taiz2015
- buchanan2015
Sıkça sorulan sorular
- Kısa gün bitkisi nedir?
- Kısa gün bitkisi, gece uzunluğu kritik bir değeri aştığında — yani günler kısa olduğunda — çiçeklenmektedir; ancak bitkinin aslında ölçtüğü kesintisiz karanlığın uzunluğudur. Örnekler arasında krizantemler ve birçok sonbaharda çiçek açan tür yer almaktadır.
- Florigen nedir?
- Florigen, indüktif gün uzunluğu altında yapraklarda üretilen hareketli çiçeklenme sinyalidir; uzun süredir aranan bu sinyal, sürgün ucuna giderek çiçeklenmeyi başlatan FT proteini olarak tanımlanmıştır.