NUMERO DE OXIDACION DE

COMPONENTES DEL CICLO DEL NNITRATO NITRITO NITROGENO AMONIACO AMONIO

OXIDO

NITRICO

DIOXIDO DE N OXIDO

NITROSO

HIDROXILA-

MINA

+2 +4 +1 -1

+5 +3 0 -3

NO3-

NH4+ UREA

AA

http://artigoo.com/asimilacion-

del-nitrogeno----fisiologia-vegetal

REQUERIMIENTOS EN LA ASIMILACION

DEL N

LA ASIMILACIN DEL N

OXIDACION DE

CARBOHIDRATOS-

FOTOSINTESIS

ATPESQUELETOS

CARBONATADOS

PODER

REDUCTOR

FOTOSINTESIS

GLUCOLISIS

RESPIRACION

CICLO DE

Ac. TRICAR-

BOXILICOS

Ac. OXO

AA

AMIDAS

POOL DE ALMACE-

NAMIENTO DE

AMIDAS NO3-

N-NH3

N-NO3-

NH3PROTEINAS

FITOHORMONAS

SUMINISTRO DE N

DESARROLLO

FOLIAR

FOTOSINTESIS AZUCARALMIDON: POLISACARIDOS

CELULOSA:MATERIAL

ESTRUCTURAL

ACETIL Co ALIPIDOS ESTRUCTURALES

LIPIDOS DE ALMACENAMIENTO:

ACEITES

+N

+N

METABOLISMO DEL

NITROGENO

CLOROFILA PROTOPLASMA

PROTEINAACIDOS

NUCLEICOS

CONSTITUYENTE

AUMENTA

CRECIMIENTO Y

DESARROLLO DE

TEJIDOS VIVOS

MEJORA

CALIDAD DE VEGETALES DE MUCHA

HOJA,ASI COMO EL CONTENIDO

PROTEICO DEL CEREAL

NITROGENO

La absorcin de NO3- esta mediada por un mecanismo de simporte 2H+/NO3

-

ABSORCIN DE NITRATOS

vacuola

NO3-

H+H+ADP

ATP

+++++++++

--------

2H+NO3

-

TRANSPORTADORES

En las plantas superiores la absorcin est

mediada por al menos 3 sistemas

transportadores distintos que co-existen en

las clulas radiculares.

Alta (IHATS)

Baja afinidad (LATS)

Alta afinidad (CHATS)

LATS (SISTEMA DE TRANSPORTE DE BAJA AFINIDADDAD)

Constitutivos

Contribuyen a la absorcin a [ ] > 1 mM

Pueden presentar saturacin a concentraciones tan altas como 50 mM.

Su actividad corresponde al mecanismo 2 de los estudios de Epstein

Transporte activo a pesar de su respuesta lineal a la concentracin.

CHATS (SISTEMA DE TRANSPORTE CONSTITUTIVO DE ALTA AFINIDAD)

Se caracterizan por su bajos valores de

Km (6-20M) y de Vmax (0.3-0.82 mol

g. h-1)

Aunque son constitutivos su actividad

aumenta hasta 3 veces en presencia de

NO3-

IHATS (SISTEMAS DE TRANSPORTE INDUCIBLES DE ALTA AFINIDAD)

Km (20-100M) y de Vmax

(3-8 mol g. h-1)

se inducen dentro de las horas o das

posteriores a la exposicin con NO3-

Su actividad corresponde al

mecanismo 1 para la de absorcin de

NO3- de Epstein

Efecto de la concentracin de nitrato en la solucin

nutritiva en los contenidos radicales y caulinares de

cloruro en plantas de cebada

Concentracin en la

solucin nutritiva (m)

Contenido de cloruro

(mol g1 peso fresco)

Cl NO3- Radical Caulinar

1

1

1

1

0

0.2

1.0

5.0

52

26

13

9

93

73

54

46

En base a Glass & Siddiqi (1985).

NO3-NO3

-

ReductionNH3OH-

OH -

pH

R.COO-

+ CatK+

KNO3

NO3- NH3

CO2

SUCROSA

PROTEINAS

VACUOLA

NO3-

K- MALATO

By: U. J. Montag

AVENA > MAIZ > GIRASOL > CEBADA > NABOREDUCCION EN RAICES

EN HOJAS DE ARBOLES Y ARBUSTOS NO SE HAN

ENCONTRAO NITRATOS: TODO SE REDUCE EN

LAS RAICES, SIN EMBARGO SE HAN DETECTADO

CONCENTRACIONES DE NITRATO EN HOJAS DE

MANZANO = PRODUCTO DE APLICACIONES

ALTAS DE NITRATO

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

lupino

rabanito

arveja

Vicia faba

poroto

cebada

girasol

impatiens

maiz

avena

trebol blanco

Stellaria media

xanthium

Nitrgeno en el exudado xilemtico

NO3- aminocidos amidas ureidos

La asimilacin del NO3- puede ocurrir tanto en

races como en parte rea

REGULACIN DE LA ABSORCIN

DE NO3-

Orsel et al.2002

NO3- + 8H+ + 8e- NH3

+ + 2H2O + OH-

REGULACIN DE LA ABSORCIN

DE NO3-

REGULADORES

POSITIVOS NEGATIVOS

AzcaresNO3- NH4

+ Aminocidos

En races los e- los aporta tambin la Fd red. que se

reduce gracias a los e- cedidos por el NADPH generado va

de las pentosas

MODELO DE REDUCCION DEL NITRATO

NITRATO REDUCTASA- CITOPLASMA

NITRITO REDUCTASA:

CLOROPLASTO

Efectos del pretratamiento con molibdeno en la

actividad nitrato reductasa en segmentos foliares

de trigo a

Suministro de Mo

durante el

crecimiento vegetal

(g por planta)

Pretratamiento

de los segmentos

foliares

(g Mo l-1)

Actividad nitrato

reductasa

(mol NO g-1 peso

fresco) despus de

24 h 70 h

0.005

0.005

5.0

5.0

0

100

0

100

0.2

2.8

-

-

0.3

4.2

8.0

8.2

a A partir de Randall (1969)

REDUCCION DE NITRATO A AMONIO, PUEDE OCURRIR TANTO A IVEL

RADICULAR( EL NADH PROVIENE DE LA RESPIRACION, PRESENTAN

UN TRANSPORTADOR DE ELECTRONES PARECIDO A LA FERREDOXINA =

NUCLEOTIDO PIRIDINA, QUE TRANSFIERE ELECTRONES DEL NADH O

NADPH+H LA FERREDOXINA) COMO A NIVEL AEREO( DEPENDE DE LA

LUZ, CUANDO ESTA ES LIMITANTE SOLO UNA PORCION DEL NITRATO

ES REDUCIDO) LA REDUCCION DEPENDE MUCHO MAS DE LA

INTENSIDAD LUMINOSA QUE LA ABSORCION DE NITRATO

EFECTO DEL MOMENTO DEL DIA EN EL CONTENIDO DE

NITRATO EN ESPINACA (STEINGROVER et al 1982)

HORA DEL DIA TALLOS HOJAS PECIOLOS

mg NO3-/kg DE MATERIA FRESCA

8:30 372 228 830

13:30 207 101 546

17:30 189 91 504

REDUCCION DEL NITRATO

POSITIVOS

INHIBIDA

REGULACIN DE LA

ACTIVIDAD NR y NiR

NITRATOLUZ AZUCARES

PRODUCTOS DE ASIMILACIN

DEL NH4+ (GLUTAMINA)

REGULACION

MODELO DE ASIMILACION DEL AMONIO

* - Raven and Smith, 1976

NH4+

H+H+

pH

By: U. J. Montag

Protein

Amino-NH2

Sucrose

Amino - NH2

Amide - (NH2)2

Representacin esquemtica del efecto del nivel de nitrato suplido en el

medio de enraizado sobre compuestos nitrogenados en savia xilemtica de

plantas decapitadas de guisante forrajero no inoculado (Pisum arvensisL.) ().

Datos recalculados a partir de Wallace&Pate, 1965

La absorcin de amonio o nitrato, es uno de los factores

que determina el pH a nivel de rizosfera. Sin embargo,

este efecto est muy condicionado por la especie y la

variedad.

Efecto de la forma de nitrgeno (sulfato de amonio o nitrato de

calcio) sobre el pH del suelo y de la rizosfera en soya

pH inicial

del suelo

Valor de pH 3 semanas despus de aplicado el N

Suelo Rizosfera

NH4+ NO3

- NH4

+ NO3

-

5.2 5.0 5.4 4.7 6.6

6.3 5.9 7.0 5.6 7.1

6.7 6.6 7.0 6.3 7.2

Adaptado de Riley y Barber (1971), citados por Marschner (1986)

Fertilizante Asimilacin en

mg*(m de longitud de raz)-1

Fe Mn Zn Cu

Nitrato de Calcio 68 23 11 2,7

Sulfato de Amonio* 184 37 21 3,7

Efecto de la forma de nitrgeno en un suelo franco-arenoso

(pH 6.8), sobre la asimilacin de micronutrientes en frijol

(Phaseolus vulgaris L.)

*Con inhibidor de nitrificacin

Fuente: Adaptado de Thompson et al, 1993, citado por Marschner and Rmheld, 1996

EFECTO DEL NITRGENO SOBRE LA TASA DE

CRECIMIENTO DEL TOMATE Y LA INCIDENCIA DE

PUDRICIN APICAL (BER, BLOSSOM-END-ROT)

Fuente

de N

Nivel

N

meqL

No.

frutos

P. total

del

fruto

(g)

P. prom.

del fruto

(g)

P. fco

del

tallo (g)

P. s.

del

tallo

(g)

BER

%

NO3-

5.0 4.5c 1027a 229a 373c 40c 0

12.5 6.3b 1354a 219a 529b 55b 0

20.0 7.3a 1434a 205a 605a 65a 0

NH4+

5.0 4.5a 406c 94b 149d 18d 35b

12.5 4.3c 287c 69b 132d 18d 64a

20.0 4.0c 617bc 62b 111d 18d 50a

* Los valores con la misma letra no son significativamente diferentes.

COMPOSICIN MINERAL DE LAS PLANTAS DE

TOMATE A DIFERENTES NIVELES DE NO3- y NH4

+

Fuente

de N

Nivel N

meq/L

Ca % K % Mg %

NO3-

5.0 0.18b 4.49ab 0.18bc

12.5 0.25a 4.83a 0.21ab

20.0 0.25a 4.63ab 0.22 a

NH4+

5.0 0.05c 4.56cd 0.17 c

12.5 0.03c 3.02d 0.17 c

20.0 0.04c 4.00bc 0.18b

Influencia de la forma de suministro de nitrgeno en

el balance inico en vstagos de plantas de ricino

Forma de

suministro

de N

Cationes Aniones

K+ Ca2+ Mg2+ Total NO3- H2PO4

- SO4= Cl

cidos

orgnicos b

NO3-

NH4+

99

55

85

43

28

22

212

120

44

0

18

23

11

33

2

5

137

59

Van Beusichem et al. (1988)

datos en meq (100g)-1 peso seco.

b Calculado a partir de la diferencia de cationes aniones

Efecto de la forma y concentracin del nitrgeno suplido en el peso

seco de plantas de maz de 30 das de edad. (.)

Basado en Xuet al., 1992

Los efectos comparativos del nitrato y el amonio en la fotosntesis del trigo, cuando este se cultiva bajo tres diferentes niveles de K en la solucin del medio de cultivo

Lips et al, 1990

Los efectos comparativos entre el nitrato y el amonio en la produccin de biomasa del trigo cuando se cultiva bajo tres diferentes niveles de K en la solucin del medio de cultivo (Lips et al, 1990).

Compuestos orgnicos nitrogenados de bajo

peso molecular que son formas importantes en

el almacenamiento y transporte a larga

distancia

Compuesto Familia vegetal

Glutamina, asparragina

Glutamina

Asparragina

Arginina, glutamina

Prolina, alantona

Betana

Gramineae

Ranunculaceae

Fagaceae

Rosaceae

Papilionaceae

Chenopodiaceae

NH3

Carbamoll

fosfatoGlutamina Glutamato Glutamina

Arginina

Pirimidinas

urea

Otros

amonio-

acidos

Nucleotidos pricos,

nucletidos ciridina,

amino-azucares,

triptfano,histidina

CO2 + ATP Aspartatocetoglutarato Glutamato

Atkins, 1987

INCORPORACION DE AMONIA DENTRO DE LA TRASLOCACION

DESOLUTOS NITROGENADOS EN LEGUMINOSAS CON NODULOS

DETERMIANDOS e INDETERMINADOS

NODULOS INDETERMINADOS:

LUPINO, TREBOL, FRIJOLESNODULOS DETERMINADOS:

SOYA, MANI, FRIJOL COMUN

Sintesis de

Acidos

Nuecleicos

DNA, RNA

SINTESIS DE

PROTEINAS

Adenina

Guanina

Citosina

Uracilo

Tiamina

ASPARAGINA

Aspartato

Arginina

Histidina

AIA

LIGNINA

CLOROFILA

CITOCROMO

TRANSPORTE

Glutamina

Glutamato

Fenilalanina

Triptofano

TirosinaAlanina

Prolina

PROTEINA

Glutamato

Fotorespiracin

Glicina

Serina

NH3

NO3-

NO2-

N2

PANORAMA GENERAL DEL

METABOLISMO DEL NITROGENO

AMINOACIDOS: INGRESAN

RAPIDAMENTE A LA PLANTA VIA

FOLIAR, DEPENDIENDO DEL AA,

LA PLANTA Y Fc EXTERNOS

FUNCIONES

ESTRUCTURAL:

COMPONENTE

DE LAS

PAREDES

CELULARES

ENZIMATICAS:

MUCHOS PROCESOS

BIOQUIMICOS

ESTAN

CATALIZADOS POR

PROTEINAS

HORMONALES:

PUEDEN

ENCONTRARSE

ASOCIADAS O

PROVENIR DE LA

TRANSFORMACION

DE ESTOS

EMBRION CONSUME AA

PROCEDENTES DE

PROTEINAS ALMACENADAS

EN EL ENDOSPERMO

GERMINACION

ENZIMAS, PROTEINAS

ASOCIADAS A

MEMBRANAS

CELULARES, etc

SINTESIS DE

PROTEINAS

AUXINAS, ETILENO,

CITOQUININAS, POLIAMINAS,

PORFIRINAS, etc

FORMACION DE

FITOHORMONAS

MOLECULAS

QUELATANTES

DE CATIONES NECESARIOS

REGULACION DEL BALANCE HIDRICO

CUANDO SE ENCUENTRA BAJO CONDICIONES DE ESTRESS

AMINOACIDOS

TOXICIDAD DEL N

1. EL NITRATO RARA VEZ TOXICO PARA LAS PLANTAS, SOLO LO

ES PARA LOS ANIMALES, QUE AL CONSUMIRLO EN ELEVADAS

CANTIDADES, SUFREN DE METAMOGLOBINEMIA, PUES SE

COMBINA CON LA HEMOGLOBINA, LA QUE NO PUEDE

ENLAZARSE CON EL OXIGENO

2. EL AMONIO EN ELEVADAS CONCENTRACIONES PUEDE SER

TOXICO EN TODOS LOS ORGANISMOS, PUES DISIPA LAS

GRADIENTES TRANSMEMBRANARES NECESARIOS PARA LA

FOTOSINTESIS, RESPIRACION Y MOVIMIENTOS DE DIFERENTES

SUSTANCIAS PARA LAS VACUOLAS (EL AMONIO REACCIONA

CON EL OH- Y PRODUCE AMONIACO QUE ES MUY PERMEABLE

Y DENTRO DE LA VACUOLA REACCIONA CON EL HIDROGENO

DANDO EL AMONIO, CON EL CONSECUENTE AUMENTO DEL pH

FUERA DE LA VACUOLA Y LA DISMINUCION EL pH DENTRO DE

ESTA, DISMINUYENDO LA GRADIENTE DE PROTONES); EN

PLANTAS, EL EXCESO DE AMONIO ES RAPIDAMENTE

ENCAMINADO PARA LAS VACUOLAS

www.uco.es

EFECTO DEL INCREMENTO DEL SUMINISTRO DEL

NITRATO DE AMONIO EN LA PRODUCCION DE MATERIA

SECA Y COMPOSICION DEL RYE GRASS

SUMINISTRO DE N g /

mac

0.5 1.0 1.5 2.0

MATERIA SECA

g/mac

14.9 23.1 26.2 26.0

COMPOSICION (%)

N TOTAL 2.0 2.8 3.6 4.2

SUCROSA 7.7 7.3 7.1 6.3

POLIFRUCTOSANAS 10.0 4.3 1.8 1.1

CELULOSA 14.4 13.9 13.9 17.6

a A partir de Hehl & Mengel (1972

POLIAMINASSON MOLECULAS POLICATIONICAS: PUEDE UNIRSE A

MOLECULAS CARGADAS NEGATIVAMENTE COMO LOS

Ac NUCLEICOS O FOSFOLIPIDOS, ALTERANDO LA

EXPRESION GENETICA Y LA ACTIVIDAD DE CIERTOS

ENZIMAS, ASI COMO VARIANDO LA FLUIDEZ Y

PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS, QUE ESTAN

PRESENTES EN LA MAYORIA DE SERES VIVOS

POLIAMINAS

PUTRESINA ESPERMIDINA ESPERMINA

Va de la sntesis de poliaminas.

Modificado de Evans & Malmberg, 1989

ORNITINA

DESCARBOXILASAS

ARGININA

DESCARBOXILASA

PUTRESINA

ESPERMIDINA

ESPERMINA

PUTRESINA

ESPERMIDINA

ESPERMINA

REGULAN SINTESIS DE

PROTEINAS Y DE

RNA TABOR y TABOR 1985

A

F

E

C

T

A

N

PATRONES DE DIFERENCIACION CELULAR

Y LA MORFOGENESIS EN PLANTAS

INCREMENTO EN EL

CONTENIDO DE POLIAMINAS

EN CONDICIONES DE STRESS,

NO SE SABE SI DAN

TOLERANCIA O SON

RESPUESTAS AL ESTRESS

INHIBE O RETRAZA LOS PROCESOS

METABOLICOS, ASOCIADOS A LA

SENESCENCIA DE LOS

TEJIDOS(DEGRADACION DE LA Chl,

Ac NUCLEICOS Y PROTEOLISIS

ESENCIALES PARA

COMPLETAR LOS CICLOS DE

DIVISION CELULAR,

DIFERENCIACION VASCULAR

CAPACIDAD ANTIOXIDANTE Y

ESTABILIZADORA DE LAS

MEMBRANAS

DIFERENCIACION

DE EMBRIONES EN

CULTIVOS DE

TEJIDOS

EFECTOS FISIOLOGICOS

DE LAS POLIAMINAS

SECUESTRO

DE RADICALES

LIBRES

MODULAR LA

APERTURA

ESTOMATICA

OSMOLITO

COMPATIBLE

).