생체 시계(circadian clock; biological clock)는 식물이 24시간 주기 중 생리적 활동을 조정할 수 있도록 하는 내재적 시간 기록 분자 기작입니다. 광주기성(photoperiodism)은 어두운 기간과 밝은 기간의 상대적인 길이의 변화에 대한 식물의 생물학적 반응을 통칭하는 용어입니다. 빛에 노출되는 기간을 광주기(photoperiod)라고 합니다.
광주기성의 대표적인 예는 계절 꽃입니다. 과학자들은 식물이 생체 시계를 광주기 변화에 대응 시켜 꽃을 피우게 된다고 간주합니다. 이때 식물은 빛에 민감한 광수용체(photoreceptor) 체계를 사용하여 이러한 변화를 감지합니다.
피토크롬(phytochrome)은 꽃 피는 과정과 다른 빛 매개 과정에 관여하는 광수용체들의 집합입니다. 피토크롬 체계는 식물이 며칠에 걸친 어두운 기간의 지속시간을 비교할 수 있게 해줍니다.
단일식물(short-day plant)은 긴 밤이 가장 적게 연일 지속했을 때 꽃을 피웁니다. 반면, 장일식물(long-day plant)은 짧은 밤이 가장 적게 연일 지속했을 때 꽃을 피우기 시작합니다.
피토크롬은 Pr과 Pfr로 된 두 가지 상호 변환 가능한 형태로 존재합니다. 낮에는 Pr이 Pfr로 변환되므로 낮에는 Pfr이 더 풍부합니다. 밤에는 Pfr이 Pr로 변환되기 때문에 밤에는 Pr이 더 많습니다. 따라서 식물은 새벽에 Pr/Pfr 비율을 측정하여 주야간 주기의 길이를 알아낼 수 있습니다. 겨울의 긴 밤은 새벽에 Pfr 수치를 감소시키는 반면, 봄의 짧은 밤은 해가 뜰 때 더 높은 Pfr 수치를 발생시킵니다.
