Dzień i noc w życiu roślin

• Authors: Łucja Kowalewska , Agnieszka Mostowska

Title variants

EN

Day and night in plant life

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Jednym z głównych czynników warunkujących życie organizmów na Ziemi jest cykliczne następowanie po sobie dnia i nocy. Długość dnia i nocy, różna w różnych porach roku, determinuje życie organizmów i jest głównym motorem zegara biologicznego. Rośliny modulują swój wzrost i rozwój w odpowiedzi na zmiany natężenia, jakości i kierunku padania światła słonecznego. Procesy fotomorfogenetyczne, takie jak kiełkowanie, kwitnienie czy fototropizm, zależą od systemu odpowiedzi na zmieniającą się długość dnia i nocy. Aby procesy te mogły zachodzić, światło musi być zaabsorbowane przez odpowiednie, wyspecjalizowane fotoreceptory: fitochromy, kryptochromy, fototropiny, a złożona sieć interakcji pomiędzy nimi pośredniczy w kontroli rozwoju rośliny przez światło. Nadal wiele istotnych pytań bezpośrednio związanych z reakcją roślin na zmieniającą się długość dnia i nocy oraz światło o różnym natężeniu i spektrum, wymaga wyjaśnień: czy więcej światła jest korzystne dla roślin, jak rośliny "radzą sobie" ze zbyt dużą ilością światła; czy spektrum i natężenie światła sztucznego i słonecznego są podobne.

EN

Life of organisms, their physiological responses and developmental processes are determined by day and night length which varies with seasons and is a driving force of the biological clock. The photomorphogenic processes are influenced by light intensity, quality and direction. Different photomorphogenic processes, such as seed germination, flowering and phototropism induced by the relative day and night length require absorption of light by specialized photoreceptors such as phytochromes, cryptochromes, phototropins. Complex interaction network between them is involved in regulation of plant development by light. The role of the photoreceptors in the regulation of plant growth and development is still under investigation. Many questions related with plant response on light intensity and quality should still be clarified: whether more light is better for plant, how plant copes with excessive amount of light, and whether artificial light is comparable with the solar one.

Keywords

PL

fototropizm; kiełkowanie nasion; kwitnienie; proces fotomorfogenetyczny; zegar biologiczny

• Journal: Kosmos
• Year: 2015
• Volume: 64
• Issue: 3
• Pages: 471-483

Dates

published

2015

Contributors

author

Łucja Kowalewska

• Zakład Anatomii i Cytologii Roślin, Instytut Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa, Polska

author

Agnieszka Mostowska

• Zakład Anatomii i Cytologii Roślin, Instytut Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa, Polska

References

• Amasino R., 2010. Seasonal and developmental timing of flowering. Plant J. 61, 1001-1013.
• Bech-Otschir D., Seeger M., Dubiel W., 2002. The COP9 signalosome: at the interface between signal transduction and ubiquitin-dependent proteolysis. J. Cell Sci. 115, 467-473.
• Bewley J. D., 1997. Seed germination and dormancy. Plant Cell 9, 1055-1066.
• Briggs W. R., Olney M. A., 2001. Photoreceptors in plant photomorphogenesis to date. Five phytochromes, two cryptochromes, one phototropin, and one supechrome. Plant Physiol. 125, 85-88.
• Campbell N. A., Reece J. B., 2005. Biology. Benjamin Cummings.
• Chen I. J., Lo W. S, Chuang J. Y., Cheuh C. M, Fan Y. S., Lin L. C., Wu S. J., Wang L. C., 2013. A chemical genetics approach reveals a role of brassinolide and cellulose synthase in hypocotyl elongation of etiolated Arabidopsis seedlings. Plant Sci. 209, 46-57.
• Cymerski M., Kopcewicz J., 1995. Fotoperiodyczna indukcja kwitnienia. Wiadomości Botaniczne 39, 39-48.
• Devlin P. F., Kay S. A., 2000. Cryptochromes are required for phytochrome signaling to the circadian clock but not for rhythmicity. Plant Cell 12, 2499-2509.
• Farsarakis J., 2008. Plant development: Day and night. doi:10.1038/nchina.2008.66.
• Goyal A., Szarzynska B., Fankhauser C., 2013. Phototropism: at the crossroads of light-signaling pathways. Trens Plant Sci. 18, 393-401.
• Gruszka D., Maluszynski M., 2010. Brassinosteroids chemical structure, genetic basis of biosynthesis and signal transduction, physiological functions. Post. Biol. Kom. 37, 381-407.
• Hohm T., Preuten T., Fankhauser C., 2013. Phototropism: translating light into directional growth. Am. J. Bot. 100, 47-59.
• Jang S., Jang, Marchal V., Panigrahi KCS., Wenkel S., Soppe W., Xing-Deng X.-W., Valverde F., Coupland G., 2008. Arabidopsis COP1 shapes the temporal pattern of CO accumulation conferring a photoperiodic flowering response. EMBO J. 27, 1277-1288.
• Koornneef M., Bentsink L., Hilhorst H., 2002. Seed dormancy and germination. Curr. Opin. Plant Biol. 5, 33-36.
• Kopcewicz J., 2012a. Rozwój generatywny. [W:] Fizjologia roślin. Kopcewicz K., Lewak S. (red.). PWN, Warszawa, 539-575.
• Kopcewicz K., 2012b. Rytmy biologiczne roślin. [W:] Fizjologia roślin. Kopcewicz K., Lewak S. (red.). PWN, Warszawa, 622-634.
• Lewak S., 2012. Kiełkowanie nasion. [W:] Fizjologia roślin. Kopcewicz K., Lewak S. (red.). PWN, Warszawa, 503-515.
• Lewak S., Bogatek-Leszczyńska R., Gniazdowska-Piekarska A., 2011. Hormonalne i metaboliczne uwarunkowania spoczynku i kiełkowania nasion. [W:] Fizjologia roślin sadowniczych. Jankiewczi L. S., Filek M., Lech W. (red.). PWN, Warszawa, 319-341.
• Lin C., Todo T., 2005. The cryptochromes. Genome Biol. 6, 220.
• Mas P., Devil P. F., Panda S., Kay S. A., 2000. Functional interaction of phytochrome B and cryptochrome 2. Nature 408, 207-211.
• McClung C. R., 2006. Plant circadian rhythms. Plant Cell 18, 792-803.
• Mockler I., Yang H., Yu X., Parikh D., Cheng Y. C., Dolan S., Lin C., 2003. Regulation of photoperiodic flowering by Arabidopsis photoreceptors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 2140-2145.
• Pedmale U. V., Celaya R. B., Liscum E., 2010. Phototropism: Mechanism and Outcomes. The Arabidopsis Book 8, e0125.
• Quail P. H., 2002. Photosensory perception and signaling in plant cells: new paradigms? Curr. Opin. Cell Biol. 14, 180-188.
• Rudowska L., Gieczewska K., Mazur R., Garstka M., Mostowska A., 2012. Chloroplast biogenesis - correlation between structure and function. Biochim. Biophys. Acta 1817, 1380-1387.
• Sullivan J. A., Deng X. W., 2003. From seed to seed: the role of photoreceptors in Arabidopsis development. Dev. Biol. 260, 289-297.
• Suszka B., Bujarska-Borkowska B., 2011. Biologia nasion i zjawiska z nią związane. [W:] Fizjologia roślin sadowniczych. Jankiewcz L. S., Filek M., Lech W. (red.). PWN, Warszawa, 273-319.
• Toth R., Kevei E., Hall A. J., Millar A. J., Nagy F., Kozma-Bognar L., 2001. Circadian clock-regulated expression of phytochrome and cryptochrome genes in Arabidopsis. Plant Physiol. 127, 1607-1616.
• Tretyn A., Kopcewicz J., 2003. Genetyczna kontrola kwitnienia roślin okrytonasiennych. Kosmos 52, 379-398.
• Turck F., Fornara F., Coupland G., 2008. Regulation and identity of florigen: FLOWERING LOCUS T moves center stage. Annu. Rev. Plant Biol. 59, 573-94.
• Ulijasz A. T., Cornilescu G., Cornilescu C. C., Zhang J., Rivera M., Markley J. L., Valverde F., Mouradov A., Soppe W., Ravenscroft D., Samach A., Coupland G., 2004. Photoreceptor regulation of CONSTANS protein in photoperiodic flowering. Science 303, 1003-1006.
• Ulijasz A. T., Cornilescu G., Cornilescu C. C., Zhang J., Rivera M., Markley J. L., Vierstra R. D., 2010. Structural basis for the photoconversion of a phytochrome to the activated far-red light-absorbing form. Nature 463, 250-254.
• Valverde F., 2011. CONSTANS and the evolutionary origin of photoperiodic timing of flowering. J. Exp. Bot. 62, 2453.
• Wang H., Ma L. G., Li J. M., Zhao H. Y., Deng X. W., 2001. Direct interaction of Arabidopsis cryptochromes with COP1 in light control development. Science 294, 154-158.
• Waters M. T, Langdale J. A., 2009. The making of a chloroplast. EMBO J. 28, 2861-2873.
• Wei N., Deng X-W., 1999. Making sense of the COP9 signalosome. A regulatory protein complex conserved from Arabidopsis to human. Trends Genet. 15, 98-103.
• Yang H.-Q., Tang R.-H., Cashmore A. R., 2001. The signaling mechanism of Arabidopsis CRY1 involves direct interaction with COP1. Plant Cell 13, 2573-2587.
• Yang S., Weers B. D., Morishige D. T., Mullet J. E., 2014. CONSTANS is a photoperiod regulated activator of flowering in sorghum. BMC Plant Biol. 14, 148.
• Yeang H.-Y., 2013. Solar rhythm in the regulation of photoperiodic flowering of long-day and short-day plants. J. Exp. Bot. 64, 2643-52.