光周期现象

光周现象是生物体对夜间长度或黑暗时期的生理反应。 它存在于植物和动物中。 植物光周期现象也可以定义为植物对光照和黑暗周期的相对长度的发育反应。 它们根据光周期分为三类：短日照植物、长日照植物和日中性植物。

许多开花植物（被子植物）使用光感受器蛋白（例如光敏色素或隐花色素）来感知夜间长度或光周期的季节性变化，并将其作为开花信号。 在进一步的细分中，专性光周期植物在开花前xxx需要足够长或足够短的夜晚，而兼性光周期植物更可能在一种条件下开花。

光敏色素有两种形式：Pr 和 Pfr。 红光（白天存在）将光敏色素转化为其活性形式 (pfr)。 然后这会触发植物生长。 反过来，远红光出现在阴影或黑暗中，这将光敏色素从 pfr 转化为 pr。 Pr 是光敏色素的非活性形式，不允许植物生长。 这种 Pfr 到 Pr 的转换系统使植物能够感知何时是夜晚，何时是白天。 Pfr 也可以通过称为暗回复的过程转换回 Pr，其中长时间的黑暗会触发 Pfr 的转换。 这对于植物开花很重要。 Halliday 等人的实验。 表明操纵拟南芥中的红色与远红色比例可以改变开花。 他们发现，当植物暴露在更多的红光下时，往往会延迟开花，这证明红光会抑制开花。 其他实验通过在半夜将植物暴露在额外的红光下证明了这一点。 短日照植物如果在半夜开灯几分钟就不会开花，而长日照植物如果在半夜暴露在更多的红光下就会开花。

隐花色素是另一种在光周期现象中很重要的光感受器。 隐花色素吸收蓝光和 UV-A。 隐花色素使生物钟发光。 已经发现，隐花色素和光敏色素的丰度都依赖于光，并且隐花色素的数量会根据日长而变化。 这显示了这两种光感受器对于确定日长的重要性。

1920 年，W. W. Garner 和 H. A. Allard 发表了他们关于光周期现象的发现，认为白天的长度是关键，但后来发现夜晚的长度才是控制因素。 光周期开花植物被归类为长日照植物或短日照植物，尽管夜间是关键因素，因为最初误解日光是控制因素。 除了长日照植物和短日照植物，还有属于双日照植物的植物。 这些植物是长短日照植物 (LSDP) 或短长日照植物 (SLDP)。 LSDP 在一系列长日之后开花，然后是短日，而 SLDP 在一系列短日之后开花，然后是长日。 每种植物都有不同长度的临界光周期或临界夜间长度。

现代生物学家认为，白天由光产生的光敏色素或隐花色素的活性形式与生物钟的节奏相吻合，使植物能够测量夜晚的长度。 除开花外，植物的光周期现象还包括某些季节中茎或根的生长以及叶子的脱落。 人工照明可用于诱导超长的白天。

当夜间长度低于临界光周期时，长日照植物就会开花。 随着白天变长，这些植物通常在晚春或初夏开花。 在北半球，一年中最长的一天（夏至）在 6 月 21 日左右。 在该日期之后，白天变短（即夜晚变长），直到 12 月 21 日（冬至）。 这种情况在南半球正好相反（即最长的一天是 12 月 21 日，最短的一天是 6 月 21 日）。

一些长日专性植物是：

• 康乃馨（石竹）
• 天仙子 (Hyoscyamus)
• 燕麦（燕麦）

一些长日兼性植物是：

• 豌豆（Pisum sativum）
• 大麦（Hordeum vulgare）
• 生菜（Lactuca sativa）
• 小麦（Triticum aestivum）

当夜间长度超过其临界光周期时，短日照植物就会开花。 它们不能在短夜或夜间人造光脉冲照射植物几分钟的情况下开花； 在开始开花之前，它们需要一段持续的黑暗期。