1.3.5 Mecanismos de percepción y respuestas de las plantas

1. 1.3.5 Mecanismos de percepción y respuestas de las plantas Profa. María Ferrarotto Semestre II-2009 Marzo de 2010

2. Luz Las hojas son los órganos que presentan los cambios más radicales en el desarrollo Expansión foliar Desarrollo de plastidios Síntesis de clorofila, a partir de la protoclorofila Inhibe el alargamiento del tallo Son inducidos por la luz y captados por el FITOCROMO

3. Luz Luz Síntesis de clorofila Proplastidios: Cloroplastos: Clorofila Acumulación de protoclorofila Oscuridad Proplastidios: Etioplastos: Protoclorofila A nivel bioquímico, la exposición a la luz conduce a un aumento en el contenido de clorofila

4. 1.3.5.1 Emergencia y establecimiento plantular

5. Concentración del fitocromo en distintas porciones de una plántula etiolada de guisante

6. El fitocromo en la percepción de la sombra

7. Respuestas fotoreversibles típicas inducidas por el fitocromo en especies de plantas superiores e inferiores

8. Los fitocromos conforman una familia de fotorreceptores que son los principales reguladores de la morfogénesis en las plantas

10. Factores involucrados en la expresión de algunos genes regulada por el fitocromo

11. Luz Fototropismo La curvatura fototrópica ocurre sólo en órganos en crecimiento. El fototropismo aparentemente involucra una distribución desigual de auxinas en el ápice (mayor concentración en el lado sombreado), lo cual causa mayor crecimiento en el lado sombreado del coleoptilo. Este fenómeno ocurre como respuesta a la luz azul asociado a un pigmento llamado criptocromo

12. Luz Movimientos fotoinducidos Respuestas fotomorfogénicas Criptocromo Fototropismo Movimiento de los cloroplastos Apertura estomática Movimientos fotoinducidos Fototropinas phot1 phot2 Inhibición del alargamiento del coleoptilo Expansión de los cotiledones Inducción de la acumulación de antocianinas Respuestas fotomorfogénicas Criptocromo cry1 cry2

13. La apertura estomática es un movimiento fotoinducido

14. Fitocromo Criptocromo

15. Calidad de luz y fototropismo

17. Ver video…………. Respuesta fototrópica en plántulas de tomate

19. Espectro de acción Rivoflavina `Respuesta fototrópica y/o absorción β-caroteno

20. Gravedad Geotropismo ó Gravitropismo

21. (-) (+) Gravitropismo Hipótesis aceptada actualmente: la respuesta gravitrópica se debe a una sensibilidad diferencial a las auxinas en las células del tallo y de la raíz, lo cual resulta en un crecimiento diferencial de las células de ambos polos de la planta Gravedad (-) (-)

23. Gravedad

24. Raíz Gravitropismo positivo Gravitropismo negativo Tallo Gravedad

25. Transporte polar de las auxinas es independiente de la gravedad

26. Si el vegetal es colocado en posición horizontal: por acción de la gravedad las auxinas se distribuyen hacia la porción más inferior

27. Modelo propuesto por Evans, Moore y Hassestein En una raíz creciendo verticalmente las auxinas se mueven desde la zona de alargamiento hacia la caliptra a través de la estela. Después que las auxinas entran a la caliptra se regresan simétricamente a la zona de alargamiento; pero cuando la raíz se coloca horizontalmente, el patrón de flujo se hace asimétrico, resultando en una mayor concentración de auxinas en el lado inferior.

28. Raíz horizontal Mayor cantidad de auxinas se mueven hacia el lado de abajo que hacia el ápice. El crecimiento de este lado es inhibido formándose la curvatura. Hay mayor proliferación de células en un plano que en otro Raíz vertical, las auxinas son distribuidas hacia los lados después de que llega a la cofia desde la estela Cambios en la redistribución de auxinas en plantas colocadas horizontalmente Fuente: Libro de Salisbury y Ross.

32. Fase Plantular 2. Subfase de establecimiento Autonomía metabólica 1. Subfase de emergencia Estado de transición la plántula comienza a producir sus propios esqueletos carbonados (fotosíntesis), pero aún son dependientes de las reservas de la semilla.

33. Subfase de emergencia: -Tallos alargados - Hojas pequeñas y rudimentarias - A nivel bioquímico carecen de clorofila - Bajos niveles de lignina El alargamiento rápido del tallo ¿puede considerarse como una ventaja adaptativa?

34. Crecimiento heterotrófico de las plántulas

35. Emergencia de la plúmula Gancho plumular Protección de la yema apical Vencer la resistencia del suelo: estrés mecánico Engrosamiento del tallo Crecimiento horizontal VER VIDEO………..

36. Subfase de establecimiento: -Reducción de la tasa de crecimiento del tallo - Incremento en la síntesis de lignina - Desarrollo de yemas axilares y hojas • Apertura del gancho plumular • en germinación epígea Cuando se alcanza la superficie del suelo, la exposición a la luz modifica su patrón de desarrollo

38. 1.3.5.2 Comparación del crecimiento en plántulas en condiciones de luz y oscuridad El patrón de crecimiento de las plántulas en oscuridad se conoce como ETIOLACIÓN o AHILAMIENTO.

39. Etiolación o ahilamiento

41. 1.3.5.3 Efecto de la calidad de luz en la subfase de establecimiento plantular AZULVERDEROJO ROJO LEJANO

42. El crecimiento del mesocotilo de maíz es inhibido por la luz Esta respuesta es mediada por el fitocromo Maize as a System for Studying Hemicellulose Biosynthesis, 2004.

43. Expuestas a la luz 10 minutos por día Oscuridad Durante 5 días La luz inhibe el crecimiento del mesocotilo en maíz. GS I = glucano sintetasa Síntesis es regulada por la luz Su disminución ocurre 8 días después de tratamiento con luz (post-transcripción) La aplicación exógena de auxina (AIA) previene la disminución de GS I en la luz pero no la revierte.

44. Interacción fitocromo-auxinas El efecto del fitocromo es mediado por las auxinas La luz causa disminución en los niveles de auxinas La disminución en auxinas se traduce en disminución en la expansión celular : crecimiento

46. Nota curiosa…… LA BRÚJULA MAGNÉTICA EN LAS AVES LAS AVES SON CAPACES DE VER, EL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Y USARLO PARA SU ORIENTACIÓN EN SUS VIAJES DE PUNTA A PUNTA DEL PLANETA. SITUADOS EN LA RETINA Y EN UN GRUPO DE NEURONAS DE LA ZONA ANTERIOR DEL CEREBRO SE ENCUENTRA EL SECRETO DE ESTE SEXTO SENTIDO QUE PROCESA LA INFORMACIÓN.