Vernalisering

Vernalisering (l. vernare - gjøre vårlig) - En kuldeperiode (0oC til 8oC) om vinteren som er nødvendig for å indusere dannelse av blomsteranlegg hos høstsorter av rug og hvete, hos vinterettårige (f.eks. åkerugras som gjetertaske og vårrublom, vårskrinneblom) og hos toårige planter (f.eks. rotvekster som gulrot, revebjelle, filtkongslys). Overvintringen skjer i form av et spirt frø eller en bladrosett. Kalles også jarovisering (rus. yarovoi - vår). Signalet fra den lave temperaturen mottas av det apikale meristemet i planten som derved induseres til å bli et blomstringsmeristem. Kuldebehandlingen må ofte etterfølges av lang dag for at blomstringen skal skje.

Lysenko i Sovjetunionen ble herostratisk berømt for sine forsøk med høstsorter og vårsorter av rug og hvete.

Apikalmeristemet mottar temperatursignalet

I motsetning til fotoperiodisitet og blomstring, hvor det er bladet som mottar det ytre nattlengdesignal, så blir lavtemperatursignalet mottatt direkte i det apikale meristemet. En periode med lav temperatur på fuktig imbibert frø fjerner blokkeringen i apikalmeristemet som hindrer blomstring. En forutsetning for vernalisering er aktiv metabolisme, DNA-replikasjon og celledeling. Den lave temperaturen har ingen virkning på tørre frø. For planter som trenger vernalisering vil mangel på lav temperatur enten forsinke blomstringen (fakultativt vernaliseringskrav) eller ikke gi blomstring i det hele tatt (obligat vernaliseringskrav). Uten vernalisering hos obligate planter forblir planten som en vegetativ bladrosett uten dannelse og strekning av en blomsterstengel.

Vernaliseringen sikrer at blomstringen ikke skjer før om våren, og plantene overlever vinteren i vegetativt stadium. Blomsteranlegg er mer følsomme for frost enn vegetative skudd.

Vernalisering på forskjellig utviklingsstadium

Det er variasjon i hvilket utviklingsstadium plantene responderer på lav temperatur.

Vinterettårige som vinterformer av hvete (høsthvete) og rug (høstrug) eller hos vårskrinneblom vil vernaliseringen skje på imbibert frøstadium. Jo lenger periode med lav temperatur (1-8oC), desto mer stabil blir vernaliseringseffekten. Høy temperatur etter en kortere med  lav temperatur kan oppheve vernaliseringen og gi en devernalisering.  Effekten av lav temperatur øker med tiden inntil man når et metningspunkt, ca. 3 måneder for høstrug og høsthvete. Vernaliseringen må være av tilstrekkelig lengde slik at vintersesongen er over. Dette er det samme prinsippet som hvor knopphvilen oppheves utover vinteren.

Vernaliseringen kan være koblet sammen med et daglengdekrav, hvor den lave vernaliseringstemperaturen må bli etterfulgt av lang dag før det kan skje blomstring.

Hos toårige planter skjer vernaliseringen på bladrosettstadiet etter første vekstsesong. Hos bringebær skjer vernaliseringen på bringebærskuddene som blir nydannet første vekstsesongen.Hvis man sår frø av toårige planter så tidlig at de blir utsatt for frost, kan man risikere stokkløping og blomstring allerede første vekstsesong.

Planter i tropiske strøk har ikke utviklet en vernaliseringsmekanisme.

Vernalisering gir epigenetiske forandringer i genomet

Den stabile endringen som gjør planten blomstringskompetent skyldes epigenetiske endringer i genomet. Blomstringslokus C (FLC, FLOWERING LOCUS C) er et MADS-boksprotein som virker som en repressor og hindrer blomstring i et inaktivt heterokromatin. Under vernaliseringsprosessen gir endringer i histonet via metyleringer som gjør at repressoren blir merket med ubiquitin og deretter nedbrutt i proteasomer. Inaktivt heterokromatin blir derved omdannet til aktivt eukromatin

 

Publisert 4. feb. 2011 10:57 - Sist endret 15. apr. 2015 07:18