Το φυτόχρωμα είναι μια χρωστική ουσία που βρίσκεται στα περισσότερα φυτά και σε ορισμένα βακτήρια και χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση του χρώματος του φωτός. Τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτή τη χρωστική ουσία για τον προσδιορισμό των φωτοπεριόδων, πότε να βλαστήσουν οι σπόροι, πότε να ανθίσουν και πότε να παρασκευάσουν χλωροπλάστες, μια βασική χημική ουσία που χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση. Η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία με την οποία τα φυτά μετατρέπουν το ηλιακό φως σε τροφή. Το φυτόχρωμα μπορεί επίσης να παίξει καθοριστικό ρόλο στον έλεγχο του σχήματος και του μεγέθους των φύλλων, του μήκους των σπόρων, του αριθμού των φύλλων που σχηματίζονται και του βέλτιστου μήκους των σπόρων για την καλύτερη χρήση του φωτός.
Η χρωστική ουσία είναι μια ουσία που αλλάζει το χρώμα ενός αντικειμένου αντανακλώντας ορισμένα κύματα φωτός και απορροφώντας επιλεκτικά ορισμένα άλλα. Για παράδειγμα, φανταστείτε ότι κόκκινες, κίτρινες και μπλε ακτίνες έλαμπαν σε μια μπάλα. Εάν η μπάλα αντανακλά μπλε και απορροφήσει όλα τα άλλα κύματα φωτός, η μπάλα θα φαίνεται μπλε σε έναν παρατηρητή. Το φυτόχρωμα είναι μια ειδική χρωστική ουσία με δύο μορφές, Pr και Pfr, που απορροφούν το κόκκινο φως και το μακρινό κόκκινο φως αντίστοιχα, δίνοντας μια πράσινη έως μπλε απόχρωση. Το κόκκινο φως και το μακρινό κόκκινο φως είναι πηγές φωτός σχετικά χαμηλής ενέργειας και συχνότητας, σε σύγκριση με άλλα κύματα φωτός στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
Το φυτόχρωμα είναι ένας φωτοϋποδοχέας ή μια πρωτεΐνη που αισθάνεται το φως σε έναν οργανισμό και προκαλεί μια απόκριση. Έχει και ένα συστατικό πρωτεΐνης και ένα συστατικό χρωμοφόρο, το κομμάτι που είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση του κόκκινου φωτός. Το μόριο αρχίζει να παίρνει κόκκινο φως με τη μορφή Pr, η οποία αναγκάζει το φυτόχρωμα να υποστεί μια χημική αλλαγή για να γίνει Pfr. Αυτή η κατάσταση Pfr του φυτοχρωμίου είναι η ενεργή κατάσταση, ή η κατάσταση που ξεκινά τις διαδικασίες απόκρισης στο φυτό και προτιμά να απορροφά το πολύ κόκκινο φως.
Στα ανθοφόρα φυτά, αυτή η μέθοδος ανίχνευσης φωτός βοηθά στην ανάπτυξη φωτοπεριοδισμού ή ανταποκρίσεων στη μέρα και τη νύχτα. Τα φυτά μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν φυτόχρωμα για να αλλάξουν το σχήμα και το μέγεθος των φύλλων και να ξεκινήσουν τη σύνθεση χλωροπλαστών. Αυτό διασφαλίζει ότι η φωτοσύνθεση μπορεί να κάνει τη βέλτιστη χρήση του προσεχούς φωτός. Είναι επίσης σημαντικό να παρακολουθείτε το φως, ώστε οι σπόροι να μπορούν να αναπτυχθούν με επιτυχία, χωρίς να στεγνώσουν ή να δέχονται πολύ λίγο ήλιο.
Η ανακάλυψη του φυτοχρωμίου ξεκίνησε με την παρατήρηση του φωτοπεριοδισμού στα φυτά. Οι επιστήμονες άρχισαν να παρατηρούν ότι τα φυτά αντιδρούσαν διαφορετικά στη μέρα και τη νύχτα. Μερικά φυτά άλλαξαν τις διαδικασίες για μεγαλύτερες ημέρες, μερικά ευνόησαν την ανθοφορία κατά τη διάρκεια μικρότερης διάρκειας της ημέρας και μερικά σταμάτησαν να ανθίζουν εάν εκτέθηκαν στο φως έστω και για λίγα λεπτά κατά τη διάρκεια της νύχτας. Στη δεκαετία του 1930, στο Κέντρο Γεωργικής Έρευνας Beltsville, ο βοτανολόγος Sterling Hendricks, η φυσιολόγος Marion Parker και ο χημικός Harry Borthwick συνεργάστηκαν για να διερευνήσουν αυτό το φαινόμενο.
Το 1948, δοκιμές φασματογράφου έδειξαν ότι μια μόνο χρωστική ήταν υπεύθυνη για τη φωτοπερίοδο. Το 1952, οι δοκιμές αποκάλυψαν ότι η βλάστηση σταμάτησε όταν ένα φυτό εκτέθηκε σε πολύ κόκκινο φως και ξανάρχιζε όταν εκτεθεί σε κόκκινο φως. Το 1959, η ομάδα πραγματοποίησε οριστικές δοκιμές σε σπόρους γογγύλι και ονόμασε τη χρωστική ουσία φυτόχρωμα.