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