Photomorphogenesis-theoretical background for teaching plant biology in schools
Result description
Plant photomorphogenesis is a complex of developmental and growth processes of light-mediated changes in plant morphology and structure, ontogenetic patterns as well as movements of plants, plant parts and/or organelles. During photomorphogenesis, plants respond to the quality, intensity and/or direction of radiation, to which they are exposed, by changes in plant development, growth and/or movement. This is a completely separate process from photosynthesis where light is used as a source of energy and for building of plant biomass, while in photomorphogenesis radiation plays a role of a signal. Photomorphogenesis is mediated by a sophisticated network of photoreceptors, which can be responsive to different kind of radiation and interfere in their action on plant photomorphogenetic processes. The most important families of photoreceptors are: 1) phytochromes sensing particularly in red visible light and being crucial in numerous photomorphogenetic processes; 2) cryptochromes, phototropins and recently discovered ZTL/FKF1/LKP2 proteins sense blue light and UV-A, while 3) very recently discovered UVR8 receptor percieve UV-B radiation. These photoreceptors interact in accord to orchestrate numerous developmental and physiological processes, e.g. germination, deetiolization, shade avoidance, phototropism, leaf development, flowering, movement of chloroplasts, to optimize their location in order to perceive the optimum irradiance, etc. . Due to photoreceptors, plants perceive their neighbours and can avoid shading by them through photomorphogenetic processes. In artificial greenhouse cultivation systems, it is possible to efficiently manipulate artificial radiation in order to optimize quality and quantity of plant biomass and yield. Nowadays, due to technological progress it is possible to cultivate plants not only in winter but also in polar regions during polar night. We can also manipulate radiation quality (e.g. using LED lighting), to induce better plant resistance to both abiotic factors such as drought, herbivores or pathogens. Also we can positively affect yield quality, e.g. to lower nitrates or increase anthocyanins in yield biomass. In addition, we can affect timing of flowering, seed germination etc.
Keywords
schoolsbiologyplantteachingbackgroundPhotomorphogenesis-theoretical
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
Result on the web
DOI - Digital Object Identifier
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Fotomorfogeneze - teoretické základy pro výuku biologie rostlin na školách
Original language description
Fotomorfogeneze rostlin je souhrn procesů a reakcí rostlin, které jsou závislé na světelných podmínkách v daném prostředí, především na kvalitě, kvantitě, délce a směru záření. Podle světelných podmínek si rostlina utváří svou vnější podobu - morfologickou strukturu - i vnitřní anatomickou strukturu a regu- luje svůj metabolizmus, ontogenetický vývoj i po- hyby orgánů a organel. Při fotomorfogenezi, na roz- díl od fotosyntézy, tyto reakce a procesy neslouží k ukládání absorbované energie do makroenerge- tických chemických vazeb organických sloučenin a ani neslouží k tvorbě primárních metabolitů, tj. neslouží jako zdroj energie pro nárůst biomasy rostlin. Energie, která je potřebná pro fotomorfo- genetické reakce rostlin, je získávána z fotosyntézy a vývoj funkčního fotosyntetického aparátu je zase velmi komplexní fotomorfogenetický proces. Vztah fotomorfogenetických a fotosyntetických procesů je tedy velmi těsný.
Czech name
Fotomorfogeneze - teoretické základy pro výuku biologie rostlin na školách
Czech description
Fotomorfogeneze rostlin je souhrn procesů a reakcí rostlin, které jsou závislé na světelných podmínkách v daném prostředí, především na kvalitě, kvantitě, délce a směru záření. Podle světelných podmínek si rostlina utváří svou vnější podobu - morfologickou strukturu - i vnitřní anatomickou strukturu a regu- luje svůj metabolizmus, ontogenetický vývoj i po- hyby orgánů a organel. Při fotomorfogenezi, na roz- díl od fotosyntézy, tyto reakce a procesy neslouží k ukládání absorbované energie do makroenerge- tických chemických vazeb organických sloučenin a ani neslouží k tvorbě primárních metabolitů, tj. neslouží jako zdroj energie pro nárůst biomasy rostlin. Energie, která je potřebná pro fotomorfo- genetické reakce rostlin, je získávána z fotosyntézy a vývoj funkčního fotosyntetického aparátu je zase velmi komplexní fotomorfogenetický proces. Vztah fotomorfogenetických a fotosyntetických procesů je tedy velmi těsný.
Classification
Type
Jost - Miscellaneous article in a specialist periodical
CEP classification
—
OECD FORD branch
10611 - Plant sciences, botany
Result continuities
Project
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2017
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Name of the periodical
Biologie-Chemie-Zeměpis
ISSN
1210-3349
e-ISSN
—
Volume of the periodical
26
Issue of the periodical within the volume
4
Country of publishing house
CZ - CZECH REPUBLIC
Number of pages
12
Pages from-to
26-37
UT code for WoS article
—
EID of the result in the Scopus database
—
Result type
Jost - Miscellaneous article in a specialist periodical
OECD FORD
Plant sciences, botany
Year of implementation
2017