A virágzás fiziológiája

Az előadások a következő témára: "A virágzás fiziológiája"— Előadás másolata:

1 A virágzás fiziológiája

2 A virágzást előidéző faktorok
Átmenet a vegetatív és generatív fázisok között: belső és külső faktorok A növény kora: juvenilis állapot – maturitás Autonóm virágzás indukció –környezeti faktor szükségessége Az apex megváltozása Szénhidrátok, hormonhatás Virágzási készség a korral nő

3 Fotoperiodizmus A nappal/éjszaka hosszúságának mérése
A nap idejének detektálása A cirkadián ritmus: endogén időmérő, endogén oszcillátor A ciklikus jelenség jellemzői: periódus, amplitúdó, fázispontok Időjelző „zeitgeber”: fény/sötét Szabadon futó ritmus

4 Fotoperiodizmus A bab leveleinek napi mozgása
Nappali állás Éjszakai állás 24 óra idő

5 Gonyaulax kétbarázdás moszat biolumineszcenciája állandó gyenge fényben
A biolumineszcencia hátterében a luciferin nevű fluoreszkáló vegyület van, amely a luciferáz enzim működése révén keletkezik a sötét napszakban

6 A cirkadián ritmus jellemzői
periódus amplitúdó fázispontok 24 h 26 h 24 h Szabadon futó ritmus A felfüggesztett ritmus újraindul fény fáziseltolódás

7 Fáziseltolódás a cirkadián ritmusban
-12 A ritmus késik -8 Sziromlevél mozgás Fázis késés (h) -4 kontroll Fotoperiodikus időzítés +4 +8 A ritmus siet Fázis sietés (h) +12 12 24 Sötétben töltött idő a fényperiódus kezdetéig Szubjektív éjszaka Szubjektív nappal

8 A PEP-karboxiláz (PEPC), a malát enzim (ME) aktivitásának és az almasav mennyiségének periódikus változása a Crassulaceae levelekeben PEPC ME almasav 18 9 18 9 18 9 h napszak

9 A cirkadián rendszer elemei
Kivitel -output Bevitel - input oszcillátor PHY fény CRY

10 A virágzás fotoperiódizmusa
Rövidnappalos (RN) növények (kvalitatív és kvantitatív RN) Hosszúnappalos (HN) (kvalitatív és kvantitatív HN) Intermedier (12-14-óra), ambifotoperiódusos (…csak ne óra), neutrális növények

11 Hosszúnappalos (HN) és rövidnappalos (RN) növények fotoperiódusos reakciói
100 HN növények Virágzás %-ban 50 RN növények nappalhossz 10 6 14 18 22 éjszaka hossza 10 6 2 18 14

12 A virágzás fotoperiódusos szabályozása
fény 24 óra kritikus s. pótfény sötét Rövidnappalos növények Hosszúnappalos növények

13 A sötétperiódus hosszának jelentősége a virágzás indukciójában
kezelés reakció HN fény sötét RN Virágzás vegetatív Vegetatív virágzás 24 h

14 A sötétperiódus megszakításának időpontja determinálja a virágzási reakciót
100 Virágzás %-ban 50 RN Xanthium HN Fuchsia 1 perc vörösfény 1 órás vörös fény 8 órás fényperiódus Sötétperiódus (óra)

15 A sötétperiódus különböző időpontokban való megszakítása
100 Virágzás %-ban 50 8 24 40 Fény- periódus 56 72 24 Sötét periódus (óra) Zavarófény hossza: 4 óra

16 Bünning elmélete: FOTOFIL ÉS SZKOTOFIL FÁZISOK
HN RN Fotofil fázis Szkotofil fázis RN növények ritmusa HN növények ritmusa

17 A fitokróm részvételének bizonyítása a virágzás indukciójában
RN (hosszú éjszakás) növény 24 20 16 24 óra 12 8 R FR R FR R FR R 4 Éjszaka kritikus hossza HN (rövid éjszakás) növény

18 A virágzás akcióspektruma, zavarófényt alkalmazva a sötétperiódusban
Virágzásgátlás zavarófénnyel Zavarófény-gátlás megszüntetése Xanthium Pharbitis Xanthium 100 A fény relatív hatékonysága 50 600 700 800 500 Hullámhossz (nm)

19 A fotoreceptorok szerepe a virágzásindukció szabályozásában (Arabidopsis)
phyA távoli vörös virágzásindukció vörös phyB (phyD,E) kék cry2 cry1/cry2

20 A fotoreceptorok jelátvitelének szabályozása a cirkadián óra által
A jel közvetlenül a cirkadián órán keresztül befolyásolhatja a virágzás indukcióját A jel csak a periódus maximum pontjánál továbbítódhat, a minimum pontnál kioltódik

21 A virágzást a levél fotoperiódusos indukciója idézi elő
AM, apikális merisztéma P, levél primordium L, fiatal levél AM L P L P Fotoperiódusos jelek

22 A virág morfogenezise A virágzás genetikai (kémiai) kontrollja

23 A virág morfogenezise A virágzás genetikai (kémiai) kontrollja
Virágzás determináció: az apexnek a virágzás irányába történő végleges elkötelezettsége Fotoperiodikus módszer, transzplantáció Virág primordium specifikáció Arabidopsisban Virág merisztéma azonossági gének: LFY (leafy): a primordiumban korán expresszálódik, regulátor AP1/CAL (apetala1/cauliflower): korán expresszálódik TFL (terminal flower): gátolja az előzőek expresszióját, indeterminált növekedést indukál.

24 A virág morfogenezise A virágzás genetikai (kémiai) kontrollja
LFY TFL LFY+ AP1/CAL TFL LFY AP1/CAL

25 A virág morfogenezise A virágmerisztéma és a virág kifejlődésének kontrollja
Három génosztály – A, B, C gének (homeotikus gének, MADS-boksz gének, pl. DEFICIENS, APETALA1-3, PISTILLATA, AGAMOUS) 4 VIRÁGKÖR: 1) csészelevél (sepalum) 2) sziromlevél (petalum) 3) porzólevél (stamen) 4) termőlevél (carpellum)

26 A virág morfogenezise A virágmerisztéma és a virág kifejlődésének kontrollja
Szervazonosság biztosítása az ABC gének kombinációjával A funkció: csészelevél kör A+B funkció: sziromlevél kör B+C funkció: porzólevél kör C funkció: termőlevél kör Szabályok: - az A és C funkciók kölcsönösen kizárják egymást; - a C funkció virágmerisztéma azonosságot is biztosít.

27 A virág morfogenezise Az ABC modell és a hiánymutánsok I.

28 A virág morfogenezise Az ABC modell és a hiánymutánsok II.

29

30

31

32

33

34 Vernalizáció 10 20 10 C 30 Szármegnyúlás időpontja (nap) 40 3 C 50 14
10 20 10 C Hyoscyamus niger 30 Szármegnyúlás időpontja (nap) 40 3 C 50 14 28 42 56 A hidegkezelés tartama, napok

35 A RN-os Campanula medium virágzásának szabályozása
HN RNHN Hideg HN HN+GS

36 VÉGE