MORFOGENEZA

KWITNIENIE

Podręcznik: „Fizjologia roślin”, red.

Kopcewicz J., Lewak S. PWN 2002

7.4 Rozwój generatywny

Styczeń

Luty

Marzec

Kwiecień

Maj

Czerwiec

Lipiec

Sierpień

Wrzesień

Październik

Listopad

Grudzień

R

e

a

k

cj

e

fo

to

p

e

ri

o

d

y

cz

n

e

Rola fotoperiodu w regulacji

wzrostu i rozwoju roślin

Fotoperiod –
reakcja roślin
na czas
trwania i
periodyczne
następstwo
okresów
światła i
ciemności,
zmieniające
się w cyklu
dobowym

.

Reakcje roślin na fotoperiod

Czynniki warunkujące

przejście z fazy wegetatywnej do

generatywnej

• Wiek i stopień dojrzałości
• Fotoperiodyczna indukcja
• Termoindukcja- wernalizacja
• Indukcja hormonalna – gibereliny GA,

etylen ET, poliaminy PA

• Stresy- odwodnienie, uszkodzenie

mechaniczne

Zmiana wegetatywnego w

generatywny merystem

wierzchołkowy

Etapy i czynniki zakwitania

Indukcja i ewokacja zakwitania

Wpływ nieprzerwanej ciemności na

zakwitanie

Rośliny dnia

krótkiego

•

Kwitną przy długim
okresie nieprzerwanej
ciemności

Rośliny dnia długiego

•

Kwitną przy krótkim
okresie ciemności

•

Krótkie oświetlenie w
czasie ciemności znosi
efekt nocy, ale krótkie
zacienienie w okresie
oświetlenia nie
modyfikuje kwitnienia

Indukcja fotoperiodyczna zachodzi w

liściu

• Roślina dnia krótkiego

Xanthium strumarium

• Obszar zacieniony

dzień krótki

• Obszar niezacieniony

dzień długi

• Częściowa lub

całkowita defoliacja

• Szczepienie

Mohr i inn. 1995

Liść receptorem fotoperiodu

Długość fotoperiodu indukcyjnego

Przebieg w czasie indukcji

fotoperiodycznej

Induktor kwitnienia - sygnał z

liści do wierzchołka wzrostu

Florigen – induktor kwitnienia

Bia

łko FT

(

FLORIGEN) pe

łni funkcję

induktora („no

śnik” sygnału

kwitnienia), który jest transportowany
przez floem do merystemu
wierzcho

łkowego, gdzie aktywuje

ekspresj

ę genów rozwoju i morfogenezy

kwiatu

(

SOC1 i AP1

).

FT

floem

Termiczna indukcja kwitnienia

• WERNALIZACJA

• Zakwitanie w reakcji na przedłużony

okres chłodu, koordynujące zakwitanie z
sezonem wegetacyjnym, adaptacja do
zakwitania wiosną.

• Wymóg fakultatywny u roślin zielnych

ozimych, obligatoryjny u roślin
wieloletnich.

• Wrażliwość rozwojowa na wernalizację:

spęczniałe nasiona i dalsze fazy, ale
większość w fazie siewki.

• Działanie na wierzchołek wzrostu pędu.

Mechanizm i lokalizacja

wernalizacji

Temperatury wernalizacyjne

Długość okresu wernalizacji

Warunki wernalizacji wybranych

roślin

Przykłady roślin wymagających

wernalizacji

• Apium graveolens - seler zwyczajny
• A vena sativa - owies zwyczajny
• Beta vulgaris - burak cukrowy
• Bellis perennis - stokrotka pospolita
• Brassica oleracea - kapusta warzywna
• Daucus carota - marchew ogrodowa
• Digitalis purpurea - naparstnica purpurowa
• Hyoscyamus niger - lulek czarny odm. dwuletnia
• Myosotis alpestris - niezapominajka alpejska
• Secale cereale - żyto zwyczajne, odm. ozima
• Solidago virgaurea - nawłoć pospolita
• Triticum vulgare - pszenica zwyczajna odm. ozima

Wrażliwość na przerwanie

chłodu wernalizacji-

dewernalizacja

Inne czynniki regulujące zakwitanie

Rola zegara biologicznego w regulacji

kwitnienia przez fotoperiod

Odpowiednio d

ługi dzień umożliwia ekspresję genów

zegara biologicznego

koduj

ących specyficzne

bia

łka CO

, które aktywuj

ą ekspresję genów kodujących

bia

łka kwitnienia -

bia

łko FT (florigen).

nieodpowiedni
fotoperiod – brak
synchronizacji

odpowiedni fotoperiod

– synchronizacja zmian

przez

ZEGAR BIOLOGICZNY

Molekularny mechanizm

wernalizacji

wernalizacja

Odblokowanie genów

VRN1, VRN2

Zablokowanie genu

FLC

represora kwitnienia

GA

demetylacja DNA (promotorów genów kwitnienia)

Molekularny mechanizm wernalizacji polega na odblokowaniu genów VRN1 i VRN2
(pozytywne geny kwitnienia) oraz zablokowanie genu FLC, którego produkt bia

łkowy -

FLC - jest represorem kwitnienia.

demetylacja DNA

wernalina?

Odblokowanie LFY

Odblokowanie LFY

AP1

SEP

AP3

SEP

PI

SEP

AP1

AG

AG

SEP

PI

AP3

Morfogeneza kwiatu

Różnicowanie i rozwój kwiatu zależy od ekspresji
genów tożsamości poszczególnych części kwiatu

Działanie GA

3

znosi wymóg

wernalizacji u roślin dwuletnich

Ćwiczenie treningowe

Do wykładu wzrost i rozwój

generatywny - zakwitanie

Wykonaj zadanie

Krzywe na rysunku (slajd 3) przedstawiają podstawowe typy reakcji na

fotoperiod. Przestudiuj ich opisy, umieszczone poniżej:

•

j – rdk rośliny dnia krótkiego o reakcji jakościowej, które zakwitają tylko przy
fotoperiodzie krótszym do krytycznego

•

i - rdk- rośliny dnia krótkiego o reakcji ilościowej, które zakwitają szybciej i
obficiej przy fotoperiodzie skracającym się do fotoperiodu krytycznego
krótkiego

•

j - rdd- rośliny dnia długiego o reakcji jakościowej, które zakwitają tylko przy
fotoperiodzie dłuższym do krytycznego np. owies, szpinak

•

i - rdd - rośliny dnia długiego o reakcji ilościowej, które zakwitają szybciej i
obficiej przy fotoperiodzie wydłużającym się do krytycznego fotoperiodu
długiego np. żyto, jęczmień

•

rn - rośliny neutralne, nie wykazujące żadnych wymagań fotoperiodycznych
do zakwitania np. ziemniak, tytoń, pszenica,pomidor

•

Dopasuj opisy do krzywych. Kliknięcie myszką odsłoni prawidłową
odpowiedź

Wyidealizowany model zakwitania roślin w

reakcji na fotoperiod