2. Фотопериодизм. Чувствительные и нечувствительные к фотопериоду растения. Фитхромная резуляция фотопериодизма. Свет как регулятор онтогенеза

Фотопериодизм – реакция растения на соотношение продолжительности дня и ночи, связанная с приспособлением онтогенеза к сезонным изменениям внешних условий.

Типы растений:

• Короткодневные – растения, которые зацветают при длине дня 8-12 ч в сут; находясь все время в более длинном дне, они только интенсивно растут (рис, кукуруза,просо,соя)

• Длиннодневные –растения, которые зацветают при продолжительности дня не менее 16-18 ч/сут (ячмень, овес, шпинат, горчица)

• Нейтральные – растения, зацветающие при любой продолжительности дня (фасоль, томаты)

• Длинно-короткодневные – для перехода из вегетативного состояния в генерат-е растения должны сначала развиваться при длинном дне, а затем при коротком дне (бриофиллум)

• Коротко-длиннодневные – для зацветания нужен сначала короткий, а потом длинный день.

• Промежуточные – не нужен не слишком короткий, не слишком длинный день.

Рецептором в фотопериодической реакции является листовая пластинка, т.е. она воспринимает длину дня и ночи, а изменения, в результате которых начинается заложение цветков, происходят в меристеме.

Чувствительность пластинки зависит от возраста листа. Наибольшая чувств-ть совпадает по времени с достижением листом максимального размера. Очень молодые и старые листья менее чувст-ны, чем развернувш-ся. Продолжительность дня и ночи листья воспринимают с помощью фитохрома. Механизм фотопериодического дейст-я можно представить след-м образом. Фитохром поглощает свет, активизируется и вызывает синтез гормонов в листе. В меристеме под влиянием притекающих туда гормонов происходят изменения, приводящие к заложению цветка. Фитохром может действовать как рецептор, воспринимающий сигнал, индуцирующий или ингибирующий заложение цветков, или как синхронизатор, учавствующий в измерении времени.

3. Внешние факторы, регулирующие онтогенез растений:температура, свет, минеральные удобрения.

Температура влияет на рост, регулируя активность ферментов и координируя их работу; источником энергии для ростовых процессов являются фотосинтез и дыхание. Для каждого растения существует температурный минимум (-5 - +15) и максимум (+45 - +55), за пределами которых прекращается рост совсем, и оптимум (+25 - +35) при котором рост идет наиболее интенсивно. Различные процессы имеют разные темп-е оптимумы: дыхание более высокий, чем фотосинтез. Поэтому макс рост обычно происходит при таких темп-х, при к-х лучше скоординированы скорости метаболических процессов, влияющих на рост. Темп-й оптимум для роста может не совпадать с темп-м оптимумом для других физиологических процессов. Оптимальные температуры роста более высоки, чем оптимальные температуры фотосинтеза. Из этого следует, что в условиях высокой температуры может не хватать АТФ и восстановленных коферментов (НАДН, ННАДФН), что вызовет торможение синтеза органических веществ и роста. При темп-ре 40-50 град скорость фотосинтеза сильно снижается, а корость дыхания довольно высока. В этих условиях рост не только прекращается, но в нек-х лучаях сухая масса растения может даже уменьшиться.

Отдельные ткани и органы имеют разные кардинальные темп-е точки. Темп-ра – один самых важных факторов, определяющих скорость прорастания семян. У пшеницы прорастание семян начинается при 0 град, рост листьев – при 6 град, тычин-х нитей – при 15 град. Т.е. на протяжении вегетационного периода положение кардинальных точек меняется. Это объясняется тем, что в онтогенезе растений закреплена та смена темп-р, к-я происходила с большей правильнотью в природе.

Итак, требования к темп-м неодинаковы у разных растений, изменяются с возрастом, сезоном и могут быть неодинаковы даже у отдельных органов одного и того же растения.

Свет. Выполняет 2 ф-ии:

1)субстратную – заключается в том, что свет яв-ся источником энергии для фотосинтеза – процесса, создающего строительный материал для клеток

В непрерывной темноте изменяется характер роста: тормозится деление клеток и дольше идет растяжение. В результате сильного растяжения клеток растения имеют длинные междоузлия, листовые пластинки недоразвиты, лишены хлорофилла, плохо развита механическая ткань. Такие растения называют этиолированными. Этиоляция – приспособление для быстрого выноса листьев на свет.

2) регуляторную. Эта ф-я проявляется по-разному. От интенс-ти света зависит активность нек-х ферментов (фенилаланинамиаклиаза-для образования лигнина). Эта ф-я заметна в опытах, где растения освещают монохроматическим светом. Клебс наблюдал, что синие и фиолетовые лучи стимулируют деление клеток, но тормозят их растяжение; красные – наоорот, усиливают растяжение. Зеленый – вызывает этиоляцию.

Продолжительность освещения влияет на ритмичность роста. Например,, проростки гороха. Их выращ. при условиях 12-часового освещения и 12-часовой темноты, а потом перенести в условия непрерывного освещения, то ритмичность сохра-я.

Длина дня влияет на распеределение гормонов. Сод-е ауксина и гибберелинов в листьях выше на длинном дне, а абсцизовой к-ты на коротком.

Минеральное питание. Для норм-го роста необходимо сбалансированное снабжение растения всеми минеральными в-ми и особенно азотом. Последнее связано с тем, что азот входит не только в состав белков, но и гормонов. Однако избыт-е внесение удоб-я, особенно азотных, приводит к росту вегетативных органов и тормозит заложение цветков.