Fitohormonas y regulación del crecimiento

1. Biología de Plantas Fitohormonas y regulación del crecimiento UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Orlando Rivera Díaz

2. NUTRICIÓN VEGETAL Suelo

3. NUTRICIÓN VEGETAL Suelo

4. NUTRICIÓN VEGETAL Elementos químicos esenciales para las plantas Macronutrientes: Elementos químicos necesarios en cantidades relativamente grandes • Principales constituyentes de las moléculas orgánicas) Presente en la lamela media Componente de la clorofila Regula presión osmótica al interior de célula vegetal

5. NUTRICIÓN VEGETAL Elementos químicos esenciales para las plantas Micronutrientes: elementos químicos necesarios en pequeñas cantidades • Actúan como cofactores de las enzimas

6. FITOHORMONAS Las 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. Auxinas Citoquininas Etileno Giberelina Ácido Abscísico

7. FITOHORMONAS Auxinas • Ácido Indolacético (AIA) • Descubierta por Charles Darwin (1881)

8. FITOHORMONAS Auxinas

9. FITOHORMONAS Auxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona

10. FITOHORMONAS Auxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona

11. FITOHORMONAS Auxinas: Una auxina es cualquier sustancia que estimule la curvatura fototrópica en coleóptilos, tallos, u otras estructuras vegetales

12. FITOHORMONAS Auxinas: Actúa sobre 1. Elongación celular Auxinas estimulan Pared celular Membrana plasmática Pared celular Expansión de la pared celular Proteína bombeadora de H+ Expancinas Molécula de celulosa sufre alargamiento Molécula de celulosa Alargamiento celular

13. FITOHORMONAS Auxinas: Tropismos 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

14. FITOHORMONAS Auxinas: Tropismos • Fototropismo • Tallo: Un exceso de auxina estimula el alargamiento celular (fototropismo positivo) • Raiz: Un exceso de auxina inhibe el alargamiento celular (fototropismo negativo) ↑ auxina ↑ alargamiento luz luz luz Tallo Tallo Fototropismo (+) Raiz ↓auxina ↑alargamiento Raíz Fototropismo (-) Auxina

15. FITOHORMONAS Auxinas: Tropismos • Geotropismo • Tipo de tropismo en el que la fuente de estimulo del movimiento es la fuerza de gravedad. • Tallo: geotropismo negativo • Raíz: geotropismo positivo Planta en posición horizontal Raiz ↓auxina ↑alargamiento raiz tallo Tallo ↑auxina ↑alargamiento La fuerza de gravedad origina que la auxina se acumule en la región inferior de la planta

16. FITOHORMONAS Auxinas: Enraizamiento Por estímulo de la auxina, las raíces adventicias pueden surgir a partir de estacas Desarrollo de raíz y tallo La raíz, es más sensible a la auxina que los tallos. Una concentración que induzca el crecimiento óptimo del tallo, tiene efecto inhibidor sobre el crecimiento de la raíz.

17. FITOHORMONAS Auxinas 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.

18. FITOHORMONAS Auxinas 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

19. FITOHORMONAS Auxinas Compuestos artificiales

20. FITOHORMONAS Citoquininas Entre 1940 y 1950 se busca una sustancia que induzca la división de células vegetales en cultivos de tejidos. 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.

21. FITOHORMONAS Citoquininas • Funciones en la planta • Estimula la división celular • Estimula la morfogénesis (diferenciación de los tejidos de la planta) • Estimula el alargamiento celular • Promueve el retardo del envejecimiento de la planta (senescencia) • 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

22. FITOHORMONAS Citoquininas

23. FITOHORMONAS Etileno • 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 enla planta • Promueve la germinación en plantas jóvenes. • Promueve la maduración de los frutos • Promueve el envejecimiento celular (senescencia) • Estimula la floración • Promueve la abscisión foliar (caída de las hojas)

24. FITOHORMONAS Etileno

25. FITOHORMONAS Etileno: Cambios ocurridos durante la maduracion de los frutos

26. FITOHORMONAS Etileno: Maduración de los frutos

27. FITOHORMONAS Etileno: papel en la abscisión

28. FITOHORMONAS Etileno: 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

29. FITOHORMONAS Etileno En el cultivo de banana es común realizar la quema de desechos, pues hay liberación de etileno Promueve la caída de las hojas Empleado en promover la maduración de los frutos

30. FITOHORMONAS Giberelina • Fisiólogo japonés E. Kurosawa, enfermedad del arroz llamada “Bakanae” o “planta boba”, en la cual las plántulas crecían extremadamente altas y espiraladas, y después caían • Hongo (Gibberellafujikoroi), producía una giberelina, sustancia causante de dichos síntomas.

31. FITOHORMONAS Giberelina Phaseolusvulgaris Mutante ultra-enano, no produce GAs. Mutante enano, sólo produce GA20. Planta normal, produce GA1. Planta mutante enana a la que se añaden GAs exógenas.

32. FITOHORMONAS Giberelina: Acciones sobre la planta • 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.

33. FITOHORMONAS Acido Absicico: 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.

34. FITOHORMONAS Acido 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.

35. FITOHORMONAS Acido 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.

36. FITOHORMONAS Interacciones entre las fitohormonas durante varias etapas del crecimiento vegetal