bg‑magenta

Rośliny wymagające okresu chłodu do zakwitania

Jakie rośliny wymagają wernalizacji?

Rośliny wymagające do zakwitnięcia okresu chłodu (proces ten nazywany jest wernalizacjąwernalizacja (jaryzacja)wernalizacją) należą do roślin jednorocznychroślina jednorocznajednorocznych ozimych, dwuletnich, a także wieloletnichroślina wieloletnia (bylina)wieloletnich.

Kiedy rośliny te wymagają okresu chłodu i w jakiej formie go przechodzą?

Rośliny te przechodzą okres chłodów późną jesienią oraz zimą w formie napęczniałych nasion lub młodych siewek (jednoroczne ozime) bądź dorosłych roślin (dwuletnie i wieloletnie).

W jakiej temperaturze zachodzi wernalizacja?

Temperatura indukująca kwitnieniekwitnieniekwitnienie obejmuje najczęściej zakres od 0 do 10°C.

Przez jaki czas powinna utrzymywać się obniżona temperatura?

Okres wernalizacji, czyli czas utrzymywania się obniżonej temperatury konieczny do indukcji kwitnienia, jest różny dla różnych roślin – najczęściej wynosi od kilkunastu do kilkudziesięciu dni.

Jakie organy rośliny ulegają wernalizacji?

Wernalizacji mogą ulegać różne organy rośliny, jednakże efektywna indukcja kwitnienia zachodzi w komórkach dzielących się lub zdolnych do podziału. Miejscem percepcji bodźca temperaturowego są przede wszystkim wierzchołki wzrostuwierzchołek wzrostuwierzchołki wzrostu, w nasionach zaś części embrionalne (zarodek).

bg‑gray1

Przykłady roślin wymagających wernalizacji

bg‑gray1

Mechanizm wernalizacji

Aby zaszedł proces wernalizacji, w merystemiemerystemmerystemie wierzchołkowym muszą być obecne dzielące się komórki. Im dłuższy okres chłodu, tym większa liczba komórek zostaje poddana jego działaniu, a więc większy jest efekt wernalizacyjny.

R1WX0fvFCOQol
Ilustracja interaktywna przedstawia przekrój podłużny przez merystem wierzchołkowy pędu. Drobne komórki są wybarwione na fioletowo, różowo i czerwono. W dolnej części obrazu mikroskopowego znajdują się drobne komórki wybarwione na czerwono. To merystem wierzchołkowy. Od merystemu ku górze odchodzą dwie podłużne struktury. Koniec jednej z nich opisano jako zawiązek liścia.
Przekrój podłużny przez merystem wierzchołkowy pędu w mikroskopie konfokalnym (skala 20 µm).
Źródło: Vienna Biocenter, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0.

Dokładny mechanizm wernalizacji jest wciąż badany. Nie ma jednak wątpliwości, że proces ten wiąże się z wpływem niskiej temperatury na przepuszczalność błon komórkowych oraz ekspresję genów wernalizacyjnych. Dotychczasowe badania wykazały, że z mechanizmem termoindukcji kwitnienia może być powiązany proces metylacji DNAmetylacja DNAmetylacji DNA. Wywołana niską temperaturą demetylacja określonych fragmentów DNA – odpowiednich genów – uruchamia ich ekspresję. Roślina zakwita.

Ciekawostka

U niektórych roślin dwuletnich (np. lulka – Hyoscyamus, marchwi – Daucus carota czy pietruszki – Petroselinum crispum) działanie chłodu zastąpić mogą giberelinygiberelinygibereliny. Pod wpływem tych związków rośliny kwitną już w pierwszym roku wegetacji. U części roślin (np. buraka – Beta vulgaris czy miesiącznicy – Lunaria) gibereliny wpływają jednak tylko na wytworzenie pędu kwiatowego. Natomiast u roślin jednorocznych (np. zbóż), nie zastępując wernalizacji, skracają jedynie jej przebieg. Gibereliny odgrywają więc istotną rolę w procesach termicznej indukcji kwitnienia. Wydaje się też prawdopodobne, że wernalizacja zwiększa wrażliwość tkanek roślinnych na działanie giberelin.

Więcej na temat giberelin i innych regulatorów wzrostu roślin przeczytasz tutajP15VTQcB7tutaj.

bg‑gray1

Współdziałanie termicznej i fotoperiodycznej indukcji kwitnienia

R18JoQiN3K8oy1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Więcej na temat fotoperiodu przeczytasz tutajDRW7XBIy8tutaj.

Słownik

gibereliny
gibereliny

hormony roślinne (fitohormony), które wywierają różnorodny wpływ na procesy fizjologiczne i reakcje biochemiczne roślin, np. biorą udział w regulacji kiełkowania nasion, spoczynku, zakwitania, pobudzają syntezę i aktywność niektórych enzymów np. alfa- i beta‑amylazy; najbardziej charakterystycznym efektem jest stymulacja wydłużania międzywęźli pędu

kwitnienie
kwitnienie

faza w rozwoju roślin kwiatowych, podczas której w merystemach zlokalizowanych w wierzchołkach pędu następuje przełączenie programu rozwoju wegetatywnego (programu rozwoju młodocianego) na program rozwoju generatywnego (faza dojrzałości): zamiast liści i wegetatywnych pędów bocznych wierzchołki pędów zaczynają wytwarzać organy kwiatowe – działki kielicha, płatki korony, pręciki i słupki

merystem
merystem

tkanka złożona z dzielących się komórek, zapoczątkowująca nowe moduły organów roślinnych

metylacja DNA
metylacja DNA

enzymatyczna modyfikacja polegająca na dołączeniu grupy metylowej (–CHIndeks dolny 3) do adeniny lub cytozyny w łańcuchu DNA; prowadzi do wyciszenia niektórych genów; dodanie grupy metylowej do zasad jest procesem enzymatycznym, a w konsekwencji potencjalnie odwracalnym; w związku z tym inhibicja transkrypcji przez metylację jest odwracalna – w przeciwieństwie do mutacji, które trwale dezaktywuj gen; usuwanie grup metylowych z DNA zachodzi podczas procesu demetylacji

roślina jednoroczna
roślina jednoroczna

roślina zielna o cyklu życiowym zamykającym się w jednym sezonie wegetacyjnym

roślina wieloletnia (bylina)
roślina wieloletnia (bylina)

trwała, wieloletnia roślina zielna, corocznie odnawiająca pęd nadziemny z zimujących pąków podziemnych (np. rabarbar, konwalia, krwawnica) lub przyziemnych (np. lebiodka zwyczajna, zimotrwałe złocienie)

wernalizacja (jaryzacja)
wernalizacja (jaryzacja)

procesy biochemiczne zachodzące pod wpływem działania temperatury od nieco powyżej 0 do 10°C u wielu roślin ozimych, dwu- i wieloletnich, powodujące ich kwitnienie

wierzchołek wzrostu
wierzchołek wzrostu

szczytowa część łodygi i korzenia zawierająca tkanki merystematyczne; odpowiada za wzrost łodygi i korzenia na długość; wierzchołek wzrostu pędu wytwarza ponadto zawiązki: pędów bocznych, kwiatów i liści