Yukhno Yu. 
V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, Ukraine 
Zhmurko V. 
Doctor of Biological Sciences, Professor, V.N. Karazin Kharkiv National 

University, Kharkiv, Ukraine 

 

EFFECTS OF PHOTOPERIOD AND MATURITY GENES ON PLANT 

HORMONE BALANCE IN THE LEAVES AND SHOOT APICAL 

MERISTEMS IN SOYBEAN ISOGENIC LINES 

 
Introduction. Plant growth and development are tightly controlled by sunlight 

that governs trophic processes and light-dependent plant development in general as 
well as the transition to flowering in particular (Amasino, 2010, Andrés et al, 2012, 
Blümel et al., 2015). Cell differentiation of the shoot apical meristem is initiated by 
environmental and endogenous cues, which include photoperiod (i.e., day length), 
vernalization (exposure to a long period of cold), plant hormones etc. (Amasino, 2010, 
Burgarella et al., 2016, Kazan et al, 2016, Reeveset al, 2001, Sun et al., 2014). 
Moreover, plant hormones perform essential functions via triggering multiple signaling 
networks, which transmit both external and internal cues and convert them into plant 
response reactions (e.g. morphogenetic processes) (Santner et al., 2009; Wolters et al., 
2009). Modulation of plant hormones is reported to be primarily influenced by the 
interaction and certain ratio of such environmental factors as light (quality of light and 
photoperiod) and temperature (vernalization). Therefore, flowering time may be 
determined by the effect of the plant hormone modulation. Gibberellins and cytokinins 
are best studied to affect the transition to flowering. Gibberellins are shown to be “a 
mobile floral signal” in such long-day plants as darnel (Lolium temulentum) and 
Arabidopsis thaliana (King et al, 2001, Kohli et al, 2013). They are conveyed to the 
shoot apical meristems (SAM) and induce the LFY (LEAFY) gene transcription, the 
main function of which is a positive regulation of the floral homeotic group of genes 
accordingly controlling floral meristem identity (Conti L., 2017). Cytokinins are 
thought to have “florigen”-like activity due to increase the content of isopentyladenine 
in long-day (LD) plants during inductive conditions. They induce TSF (TWIN SISTER 
OF FT) and SOC1 (SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1) 
transcription thereby activating the LFY gene expression (D’Aloila et al., 2011).  

However, these plant hormone effects have been investigated mostly in LD plants 

and not yet in SD plants (e.g. soybean). Not having their own direct signaling pathways 
controlling the flowering initiation other plant hormones play an important role in this 
process too. Auxin accumulation in Arabidopsis was shown to be necessary for a 
vascular bundle formation under floral meristems and to precede the LFY gene 

- 71 -