HORMONAS VEGETALES - Aula Virtual - FCAyF - UNLP
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HORMONAS VEGETALES
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INCUMBENCIAS DEL TÍTULO
SU RELACIÓN
CON EL PROGRAMA DE
FISIOLOGIA VEGETAL
SUELO CALIDAD
PATOGENOS
CO2
VIENTO
TEMPERATURA
LUZ FOTOMORFOGENESIS
LUZ FOTOSINTESIS
HUMEDAD
FOTOPERIODO
GRAVEDAD
NUTRIENTES MINERALES
TOXICIDAD MINERAL
ALELOPATÍA
MICROORGANISMOS
O2
HERBIVOROS
ETILENO
AGUA DISPONIBLE
SEÑALES EXTERNAS
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Mecanismo de acción.
Cadena de percepción y transducción de la señal.
Esta dado por una reacción primaria capaz de iniciar una serie de eventos moleculares que conducen a un efecto fisiológico medible.
Percepción de la señal (primer mensajero-receptor)
Generación y trasmisión de la señal (transducción).
Activación de un cambio bioquímico (respuesta).
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Mecanismo de acción.
Cadena de percepción y transducción de la señal.
La señal hormonal se percibe por
proteínas de membrana o solubles.
La transducción de la señal activa una
cascada de protein-quinasas o la
síntesis o liberación de segundos
mensajeros.
Respuesta.
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Actividad biológica: elongación celular.Promueven el crecimiento de tallos y coleoptilos,
mientras que inhiben el crecimiento en raíces
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HORMONAS VEGETALES:
Sustancias orgánicas, pequeñas, no nutrientes
Regulan procesos fisiológicos a bajas concentraciones
Se sintetizan en un lugar y se trasladan.
Su síntesis no se realiza en tejidos especiales (glándulas?),
aunque existen sitios en el vegetal con mayos capacidad.
Ejercen efectos pleiotrópicos (numerosos procesos)
La respuesta es una función de la concentración hormonal y la
sensibilidad de los órganos.
Interactúan entre ellas según un balance cuantitativo
≠ con hormonas animales:
• Lugar de síntesis
• Cada hormona tiene varias funciones
• En cada proceso participan varias hormonas
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Fenómenos de correlación Coordinación entre distintas partes de la
planta, para percibir y responder a fluctuaciones en el ambiente.
Una parte del vegetal influye sobre el crecimiento y morfogénesis de otra parte del vegetal.
Ejemplos:
Dominancia apical
Senescencia de hojas, flores y frutos
Abscisión de hojas, flores, frutos y ramas
Dormición de yemas
Floración
Polaridad
Fenómenos de sensibilidad
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Reguladores Vegetales
Sustancias sintetizadas artificialmente
que producen respuestas similares a
las hormonas.
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Auxinas
Giberelinas
Citocininas
Ácido abscísico
Etileno
Ácido jasmónico
Ácido salicílico
Ácido abscísico Etileno
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Phytohormones – old timers
and newcomers
Auxin
Cytokinins Gibberellins
Abscisic Acid
Ethylene
BrassinosteroidsSalicylates Jasmonates
Strigolactones
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El control de la respuesta es una
función de la concentración hormonal y
la sensibilidad de los tejidos a las
hormonas.
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HORMONAS VEGETALES:
Capacidad de percibir y responder a las fluctuaciones
del ambiente y subsistir a lo largo de la evolución.
(las plantas no se desplazan).
situaciones de estrés
meristemas vegetativos son inducidos a floración
percepción de plantas vecinas
Las señales son amplificadas y transducidas por las hormonas.
Fenómenos de correlación e intercomunicación.
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Auxin
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Bioensayo «curvatura del coleoptilo de Went» permite
análisis cuantitativos.
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Auxin associated with phototropism - early experiments
demonstrate tip as receptor.
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Growth movement
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Auxin
Discovered as substance associated with
phototropic response.
Occurs in very low concentrations.
Isolated from human urine, (40mg 33 gals-1)
In coleoptiles (1g 20,000 tons-1)
Differential response depending on dose.
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Síntesis• Meristemas apicales
• Ápices de coleoptilos
• Tallos y hojas jóvenes en expansión
• Frutos en desarrollo
• Semillas
• Tejidos en rápido crecimiento y división
• Tejidos dañados
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AUXINAS NATURALES
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AUXINAS.
BALANCE:
SINTESIS
FOTOOXIDACIÓN
OXIDACIÓN ENZIMAS
COMPLEJO con azucares y
aminoácidos.
TRANSPORTE
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AUXINAS SINTÉTICAS
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Auxinas• Funciones principal:
• Ø Actúan en la función de la mitosis, produciendo así el crecimiento de la planta mediante división y el alargamiento de sus células.
• Ø Inhibición del desarrollo de las yemas laterales, favoreciendo el de las apicales.
• Ø Promueven la iniciación de las raíces en los esquejes de los tallos.
• Ø Partenocarpia y regulación del crecimiento del fruto.
• Ø Determinación del sexo en cucurbitaceas.
• Ø Retarda la caída de hojas y frutos, según dosis.
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AUXIN ACTION
• Cell Wall Relaxation Apical Dominance
• Cell Elongation Direction of Translocation
• Stimulation of Cell division Organ Formation
• Enzyme Effects Tissue organization
• RNA and Protein Synthesis Tropic and Nastic Responses
• Prevents Abscission
• Ethylene Production
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AUXIN ACTIVITY
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
12 10 8 6 4 2 0
0
2
4
-2Molar concentration
Roots Buds Stems
10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 10-0
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RELATIVE AUXIN
CONCENTRATION
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Auxinas
• Como actúan:
• Una característica sorprendente de las
auxinas es la fuerte polaridad en su
transporte a través de la plantaexhibida ,
la auxina es transportada por medio de un
mecanismo dependiente de ATP,
alejándose desde el ápice hasta su base.
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Polar transport of Auxin
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Inhibidores del transporte de auxinas
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46
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Signal-transduction pathways
in plants
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Efectos fisiológicos
Extensibilidad de la pared celular
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Loosening of cell wall
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Ψsol = Ψc = Ψs + Ψp
-0,1 = - 0,1 = -1,1 + 1 MPa
-0,1 = - 0,6 = -1,1 + 0,5 Mpa
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Geotropism
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La relación auxina/citocinina regula la
morfogénesis en cultivos de tejidos
(Skoog & Miller 1965)
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Tropic responses
Directional movements in
response to a directional stimulus
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Phototropism
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Geotropism
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Thigmotropism
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HERBICIDAS AUXÍNICOS
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Aplicaciones comerciales
Inducción de partenocarpia en frutos
Enraizamiento y propagación de estacas
Acción herbicida
Inhibición de brotación de yemas en tubérculos
de papa
Floración sincronizada en ananá
Flores femeninas en cucubitaceas
Abscisión o retardo de hojas, flores y frutos.
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INCUMBENCIAS DEL TÍTULO
SU RELACIÓN
CON EL PROGRAMA DE
FISIOLOGIA VEGETAL
SUELO CALIDAD
PATOGENOS
CO2
VIENTO
TEMPERATURA
LUZ FOTOMORFOGENESIS
LUZ FOTOSINTESIS
HUMEDAD
FOTOPERIODO
GRAVEDAD
NUTRIENTES MINERALES
TOXICIDAD MINERAL
ALELOPATÍA
MICROORGANISMOS
O2
HERBIVOROS
ETILENO
AGUA DISPONIBLE
SEÑALES EXTERNAS
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Auxinas
Giberelinas
Citocininas
Ácido abscísico
Etileno
Ácido jasmónico
Ácido salicílico
Ácido abscísico Etileno
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Giberelinas
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Genes controlling GA synthesis are
important genes “green revolution”
Distinguished plant breeder and Nobel Laureate
Norman Borlaug 1914-2009
Tremendous increases in crop
yields (the Green Revolution)
during the 20th century
occurred because of increased
use of fertilizer and the
introduction of semidwarf
varieties of grains.
The semidwarf varieties put
more energy into seed
production than stem growth,
and are sturdier and less likely
to fall over. Photos courtesy of S. Harrison, LSU Ag center and The World Food Prize.
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QUE SON LAS GIBERELINAS
Son compuestos isoprenoides que proceden delacido mevalónico y forman parte del grupo de lashormonas reguladoras del crecimiento. Existenvarios tipos de giberelinas, siendo los máscomunes: GA1, GA3, GA4, GA7 y GA9 .Seencuentran en todos los órganos de las plantassuperiores, siendo mas abundantes en tejidos derápido crecimiento y desarrollo como losmeristemos apicales
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ESTRUCTURA QUIMICA DEL
ACIDO GIBERELICO.
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Las giberalinas son sintetizadas en los primordios
apicales de las hojas, en puntas de las raíces y en
semillas en desarrollo.
Se trasladan por aposimplasto, xilema y floema
Son las promotoras de la iniciación enzimática en
el proceso de germinación, y se encuentran en
diferentes concentraciones dependiendo de los
estadíos de las semillas, ya sea en reposo o no.
Han sido identificadas y cuantificadas por
cromatografía gaseosa.
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Giberelinas en el Crecimiento
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FUNCIONES
• Incrementan el crecimiento de los tallos, en plantas enanas (plantas enteras)
• Inducen la brotación de yemas
* Interrupen el período de Dormición de las semillas
* Promueven el desarrollo de los frutos, partenocarpia.
• Promueven la división del cambium.
• Promueve la división celular en el meristema
subapical
* Incrementan el alargamiento celular.
*Producen cambios en la morfogénesis.
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Lugares principales de formación
-Meristemos primarios
-Embriones y frutos inmaduros
-Hojas jóvenes
Transporte dentro de la planta
-Apolar
-Por apoplasto y simpasto, sin
gasto de ATP.
Algunos Efectos
-Crecimiento de
elongación.
-División del cambium
-Inducen la floración en
plantas que requieren
vernalización y DL
-Rompen la Dormición en
los estados de Reposo en
semillas y yemas.
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GA1 es la forma activa
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Capa de aleurona
Cubierta seminal
Endospermo
Cotiledón
Ápice caulinar
Coleoptilo
Eje hipocótilo/radícula
Ápice radical
Embrión1
Giberelinas
2
Enzimas
Nutrientes
3
4
1Activación del embrión.Liberación de giberelinas
Inducción de genes por las giberelinas en la capa de aleurona.
2
3 Producción y liberación de enzimas hidrolíticos.
4Acción de las enzimas sobre los materiales dereserva del endospermo.
Liberación de nutrientes (monómeros)5
5
6
6 Absorción de nutrientes por el embrión.
Germinación en cereales
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Formación de Tubérculos
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Floración, remplaza la vernalización y DL
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Plant hormones play a role in regulating seed germination. The graph
below shows changes in hormone concentrations (left axis) and
hypocotyl growth (right axis) over time for mung bean. Which
hormone(s) most likely regulates hypocotyl (bean sprout) growth
during mung bean germination?
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EFECTOS FISIOLÓGICOS
• Incrementan el crecimiento de los tallos, en plantas enanas.
• Inducen la brotación de yemas
* Interrupe el período de Dormición de las semillas
* Promueven partenocarpia, en vid, ciruela, durazno (frutos unicarpelar).
• Promueve la división celular en el meristema subapical
* Incrementan el alargamiento celular (en presencia de Auxinas).
*Producen cambios en la morfogénesis foliar.
Promueven la actividad del cambium.
Desarrollo: reemplaza la vernalización y fotoperiodos largos en plantas de DL(días largos) en DC.
Induce la movilización de reservas en semillas germinando.
Retraso de la senescencia de algunas hojas y de cascara de citricos.
Alargamiento del escapo floral del alcaucil, pencas de las hojas de apio, ypedúnculos de flores y bayas de vid.
Inhibe la formación de tubérculos en papa
Promoción de flores masculinas en cucurbitaceas
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Muchas gracias