Fitohormonas y regulación del crecimiento
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Fitohormonas y regulación del crecimiento
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Orlando Rivera Díaz
Biología de Plantas
NUTRICIÓN VEGETALSuelo
NUTRICIÓN VEGETALSuelo
Macronutrientes: Elementos químicos necesarios en cantidades relativamente grandes
Hidrogeno
H
Carbono C
Oxigeno O
Nitrógeno
N
Fosforo P
Calcio Ca
Magnesio Mg
Potasio K
Azufre S
NUTRICIÓN VEGETALElementos químicos esenciales para las plantas
Principales constituyentes de las moléculas orgánicas)
Presente en la lamela media
Regula presión osmótica al interior de célula vegetal
Componente de la clorofila
Micronutrientes: elementos químicos necesarios en pequeñas cantidades
Cloro Cl
Hierro Fe
Boro B
Manganeso
Mn
Sodio Na
Zinc Zn
Cobre Cu
Níquel Ni
NUTRICIÓN VEGETALElementos químicos esenciales para las plantas
Actúan como cofactores de las enzimas
FITOHORMONASLas hormonas vegetales son compuestos orgánicos producidos en una parte de la panta y transportados a otra, donde suelen inducir respuestas fisiológicas
Cada fitohormona provoca muchas respuestas diferentes y los efectos de diferentes hormonas se sobrelapan, esto dificulta su estudio.
Pueden ser estimulantes a una determinada concentración, e inhibidoras en otras concentraciones.
Controlan el crecimiento y desarrollo vegetal en todos los estadios de la vida de una planta.
AuxinasCitoquininasEtilenoGiberelinaÁcido Abscísico
Ácido Indolacético (AIA)Descubierta por Charles Darwin (1881)
FITOHORMONASAuxinas
FITOHORMONASAuxinas
FITOHORMONASAuxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona
FITOHORMONASAuxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona
FITOHORMONASAuxinas: Una auxina es cualquier sustancia que estimule la curvatura fototrópica en coleóptilos, tallos, u otras estructuras vegetales
Membrana plasmática
Pared celular
Auxinas estimulan
Proteína bombeadora de
H+ Expancinas
Molécula de celulosa
Molécula de celulosa sufre alargamiento
Expansión de la pared celular
Alargamiento
celular
Pared celular
FITOHORMONASAuxinas: Actúa sobre1. Elongación celular
Movimientos de curvatura de la planta en respuesta a un determinado estímulo.
1. Fototropismo: la fuente estimuladora de movimiento de la planta es la luz.
Cuando la planta es iluminada la auxina migra para el lado opuesto a la luz
FITOHORMONASAuxinas: Tropismos
Tallo
Raiz
Fototropismo
Tallo: Un exceso de auxina estimula el alargamiento celular (fototropismo positivo)Raiz: Un exceso de auxina inhibe el alargamiento celular (fototropismo negativo)
luz
TalloFototropism
o (+)
↓auxina↑alargamiento
↑ auxina↑ alargamiento
Auxina
RaízFototropism
o (-)
FITOHORMONASAuxinas: Tropismos
luz
luz
GeotropismoTipo de tropismo en el que la fuente de estimulo del movimiento es la fuerza de gravedad.Tallo: geotropismo negativoRaíz: geotropismo positivo
raiz tallo
La fuerza de gravedad origina que la auxina se acumule en la región inferior de la planta
Planta en posición horizontal
Tallo↑auxina↑alargamiento
Raiz↓auxina↑alargamiento
FITOHORMONASAuxinas: Tropismos
Por estímulo de la auxina, las raíces adventicias pueden surgir a partir de estacas
Desarrollo de raíz y talloLa raíz, es más sensible a la auxina que los tallos.
FITOHORMONASAuxinas: Enraizamiento
Una concentración que induzca el crecimiento óptimo del tallo, tiene efecto inhibidor sobre el crecimiento de la raíz.
Dominancia Apical
La auxina producida en la yema apical del tallo ejerce inhibe las yemas laterales, manteniéndolas en estado de dormancia.
Si la yema apical se retira (poda) las yemas laterales pasan a desarrollarse y nuevos ramas se desarrollan.
FITOHORMONASAuxinas
El AIA producido en las semillas estimula el desarrollo de los frutos.
Cuando una auxina es aplicada en flores donde la fertilización no se dio, su ovario aumenta y se desarrolla un fruto sin semilla
FITOHORMONASAuxinas
Compuestos artificiales
FITOHORMONASAuxinas
Entre 1940 y 1950 se busca una sustancia que induzca la división de células vegetales en cultivos de tejidos.
FITOHORMONASCitoquinina
s
Son similares a la adenina, que es un componente importante de los ácidos nucleicos. Se producen en las raíces y se transportan vía xilema para todas las partes del vegetal.
Funciones en la planta
1.Estimula la división celular2.Estimula la morfogénesis (diferenciación de los tejidos de la
planta)3.Estimula el alargamiento celular4.Promueve el retardo del envejecimiento de la planta
(senescencia)5.Rompe la dominancia apical y promueve el desarrollo de
yemas laterales
Auxina y citoquinina pueden ser utilizadas en conjunto para promover la diferenciación celular en vegetales y la formación de plantas enteras a partir de un conjunto de células (callo)
Callo Raices Tallos y Hojas
FITOHORMONASCitoquinina
s
FITOHORMONASCitoquinina
s
Única hormona vegetal de tipo gaseoso
Se produce en varias partes de la planta: nudos del tallo, en frutos maduros, y en tejidos senescentes, así como en hojas viejas.
Funciones en la planta
1. Promueve la germinación en plantas jóvenes.
2. Promueve la maduración de los frutos
3. Promueve el envejecimiento celular (senescencia)
4. Estimula la floración
5. Promueve la abscisión foliar (caída de las hojas)
FITOHORMONASEtileno
FITOHORMONASEtileno
FITOHORMONASEtileno: Cambios ocurridos durante la maduracion de
los frutos
FITOHORMONASEtileno: Maduración de los frutos
FITOHORMONASEtileno: papel en la abscisión
FITOHORMONASEtileno: El incremento en su concentración produce acortamiento, engrosamiento, y tendencia al crecimiento horizontal (triple respuesta) del tallo a medida que la concentración de la hormona aumenta
En el cultivo de banana es común realizar la quema de desechos, pues hay liberación de etileno
Empleado en promover la maduración de los frutos
Promueve la caída de las hojas
FITOHORMONASEtileno
Fisiólogo japonés E. Kurosawa, enfermedad del arroz llamada “Bakanae” o “planta boba”, en la cual las plántulas crecían extremadamente altas y espiraladas, y después caíanHongo (Gibberella fujikoroi), producía una giberelina, sustancia causante de dichos síntomas.
FITOHORMONASGiberelina
FITOHORMONASGiberelina
Phaseolus vulgaris(A)Mutante ultra-enano, no
produce GAs.(B)Mutante enano, sólo
produce GA20.(C)Planta normal, produce
GA1.(D)Planta mutante enana a la
que se añaden GAs exógenas.
Inducción del alargamiento de entrenudos en tallos al estimular la división y la elongación celular.
Sustitución de las necesidades de frío o de día largo requeridas por muchas especies para la floración.
Inducción de la partenocarpia en algunas especies frutales.
Eliminación de la dormición que presentan las yemas y semillas de numerosas especies.
Estimulan la producción de a-amilasa durante la germinación de los granos de cereales.
FITOHORMONASGiberelina: Acciones sobre la planta
Descubierto en 1963, P.F Wareing (Inglaterra) trabajaba con una hormona que inducia la dormancia en brotes de plantas leñosas; F.T Addicott (USA), trabajaba con una hormona que promovía abscisión en frutos de algodón.
FITOHORMONASAcido Absicico:
Sintesis: Se puede producir en la hoja, la raíz y el tallo, siendo trasportado por el floema. El nivel de ABA también es alto en semillas y frutos, mas no esta claro si es sintetizado en estas estructuras, o trasportado a ellas.
FITOHORMONASAcido Absicico:
Estimula el cierre estomático (el estrés hídrico dispara la síntesis de ABA).
Inhibe el crecimiento del tallo pero no el de las raíces; en algunos casos puede incluso inducirlo.
Induce en las semillas la síntesis de proteínas de almacenamiento.
Inhibe el efecto de las giberelinas de inducir la producción a a-amilasa.
Induce y mantiene la latencia.
Induce la senescencia en hojas.
Induce la transcripción génica de inhibidores de proteasas en respuesta a heridas lo que explicaría su aparente papel en la defensa contra patógenos.
FITOHORMONASAcido Absicico:
FITOHORMONASInteracciones entre las fitohormonas durante varias
etapas del crecimiento vegetalACTIVIDADE
S FISIOLÓGICA
S
FITOHORMONASAuxina Giberelina Citoquinina Etileno ABA Otros
factores
Germinación de semillas
Promueve ¿ Promueve Inhibe Frio, luz
Crecimiento plántula
Alargamiento, organogénesi
s
División celular,
alargamiento celular
División y diferenciación celular.
Organogénesis
Inhibe alargamiento celular
Dominancia apical
Inhibe el desarrollo de
yemas laterales
Promueve el desarrollo de yemas laterales
¿
Floración Estimula en algunas plantas
¿ Frio, fotoperiod
oDesarrollo del fruto
Estimula estimula Promueve maduració
n
Luz (formación
de pigmentos
)
Abscisión foliar
Inhibe Inhibe promueve ¿ Luz
Dormancia de semillas
Rompe la dormancia
¿ promueve