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Biología de Plantas
Fitohormonas y regulación del crecimiento
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Orlando Rivera Díaz
NUTRICIÓN VEGETAL
Suelo
NUTRICIÓN VEGETAL
Suelo
NUTRICIÓN VEGETAL
Elementos químicos esenciales para las plantas
Macronutrientes: Elementos químicos necesarios en cantidades relativamente
grandes
Hidrogeno
H
Carbono
C
Oxigeno
O
Nitrógeno
N
Fosforo
P
Calcio
Ca
Presente en la lamela media
Magnesio
Mg
Componente de la clorofila
Potasio
K
Azufre
S
Principales constituyentes de las moléculas
orgánicas)
Regula presión osmótica al interior de célula
vegetal
NUTRICIÓN VEGETAL
Elementos químicos esenciales para las plantas
Micronutrientes: elementos químicos necesarios en pequeñas cantidades
Cloro
Cl
Hierro
Fe
Boro
B
Manganeso
Mn
Sodio
Na
Zinc
Zn
Cobre
Cu
Níquel
Ni
Actúan como cofactores de las enzimas
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
FITOHORMONAS
Auxinas
Ácido Indolacético (AIA)
Descubierta por Charles Darwin (1881)
FITOHORMONAS
Auxinas
FITOHORMONAS
Auxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona
FITOHORMONAS
Auxinas: 1920, Fritz Went, aísla la hormona
FITOHORMONAS
Auxinas: Una auxina es cualquier sustancia que estimule la curvatura
fototrópica en coleóptilos, tallos, u otras estructuras vegetales
FITOHORMONAS
Auxinas: Actúa sobre
1. Elongación celular
Auxinas estimulan
Pared celular
Membrana plasmática
Pared celular
Expansión de la
pared celular
Proteína bombeadora
de H+
Molécula de celulosa
Expancinas
Molécula de celulosa
sufre alargamiento
Alargamiento
celular
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
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)
luz
↑ auxina
↑ alargamiento
luz
luz
Tallo
Tallo
Fototropismo
(+)
Raiz
Auxina
Raíz
Fototropismo
(-)
↓auxina
↑alargamiento
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
tallo
Raiz
↓auxina
↑alargamiento
Tallo
↑auxina
↑alargamiento
La fuerza de gravedad origina que la auxina se acumule en la
región inferior de la planta
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.
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.
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
FITOHORMONAS
Auxinas
Compuestos artificiales
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.
FITOHORMONAS
Citoquininas
Funciones en la planta
1.
2.
3.
4.
5.
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
FITOHORMONAS
Citoquininas
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 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)
FITOHORMONAS
Etileno
FITOHORMONAS
Etileno: Cambios ocurridos durante la maduracion de los frutos
FITOHORMONAS
Etileno: Maduración de los frutos
FITOHORMONAS
Etileno: papel en la abscisión
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
FITOHORMONAS
Etileno
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
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 (Gibberella fujikoroi), producía una giberelina, sustancia causante de dichos
síntomas.
FITOHORMONAS
Giberelina
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.
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.
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.
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.
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.
FITOHORMONAS
Interacciones entre las fitohormonas durante varias etapas del
crecimiento vegetal
ACTIVIDADES
FISIOLÓGICAS
Germinación de
semillas
Crecimiento
plántula
Dominancia
apical
Auxina
Giberelina
Promueve
Alargamiento,
organogénesis
División celular,
alargamiento
celular
Inhibe el
desarrollo de
yemas laterales
Floración
Desarrollo del
fruto
Estimula
Abscisión foliar
Dormancia de
semillas
Inhibe
Estimula en
algunas plantas
estimula
Rompe la
dormancia
FITOHORMONAS
Citoquinina
Etileno
¿
Promueve
ABA
Inhibe
División y
Inhibe
diferenciación alargamiento
celular.
celular
Organogénesis
Promueve el
¿
desarrollo de
yemas
laterales
¿
Promueve
maduración
Inhibe
¿
promueve
¿
promueve
Otros
factores
Frio, luz
Frio,
fotoperiodo
Luz
(formación
de
pigmentos)
Luz