Hormônios endógenos e biorreguladores - Paulo R. C. Castro
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
CANA-DE-AÇÚCAR: HORMÔNIOS E REGULADORES
PAULO R. C. CASTRO ESALQ/USP
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Flor – AX, BR
Meristema – AX, GA, BR
Folha jovem – AX, GA
Caule jovem - GA
Semente imatura – AX, GA, ABA, BR, JA
Frutos – ABA, ET, JA
Folha adulta – ABA, ET, JA
Raiz – CK, ABA
HORMÔNIOS VEGETAIS
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• Auxinas • Dominância apical
• Giberelinas • Promove crescimento do entrenó
• Citocininas • Promove divisão celular
• Retardantes (Moddus, Curavial, Ethrel) • Restringem florescimento • Promovem maturação • Síntese de etileno
HORMÔNIOS E REGULADORES VEGETAIS
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• Brassinoesteróides • Proteção contra patógenos e condições de estresse • Envolvido com alongamento e divisão celular • Florescimento? Florígeno?
• Jasmonatos • Promove senescência
• Poliaminas • Proteção contra estresses • Sinalizadoras de senescência
• Salicilatos (ácido salicílico) • Estimula florescimento • Aumenta resistência à doenças • Inibe produção de etileno
OUTRAS SUBSTÂNCIAS HORMONAIS
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Hormônio
Receptor
Membrana
Plasmática
citoplasma
Mensageiros secundários
Transdução do sinal
Indução gênica
Genes responsivos ao
hormônio
Síntese
Ação
Percepção
HORMÔNIOS TÊM MECANISMOS DE AÇÃO SEMELHANTES
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RER C.G.
Processamento
de proteína
Vesícula H+-ATPase
Hipótese da
ativação
Hipótese
de síntese
Mensageiro 2ário
ALONGAMENTO CELULAR ATIVAÇÃO DE EXPANSINAS
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• Crescimento e alongamento celular
• Divisão celular em cultura de tecido (c/ citocinina )
• Rizogênese – estaca caulinar
• Tropismo
• Dominância apical
• Inibe a abscisão folhas e frutos
• Em altas concentrações tem efeito herbicida
• Retarda o amadurecimento dos frutos
• Induz frutos partenocárpicos (tomate, pepino, morango)
AUXINAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS
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• Auxinas naturais • IAA: ácido indolil-3-acético
• 4 CI-IAA: ácido 4-cloroindol-3-acético
• IBA: ácido indol-3-butírico (mostarda e milho)
• Auxinas sintéticas • 2,4 – D: ácido 2,4 - diclorofenoxiacético
• Dicamba: ácido 2-metóxi-3,6-diclorobenzóico
AUXINAS
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• Transporte polar: ápice base
• Também tem transporte não polar, no floema, por exemplo, alcançando a ponta da raiz
• Inibidores do transporte de auxinas • NPA: ácido 1-N-naftilftalâmico
• TIBA: ácido 2,3,5-triiodobenzóico
TRANSPORTE DE AUXINAS
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• Hiperalongamento do caule (divisão e alongamento celular)
• Alongamento do caule em plantas em roseta
• Substitui a luz ou o frio (floração/germinação)
• Induz síntese de enzimas em sementes
• ex. -amilase
• Quebra da dormência (antagonismo ABA)
GIBERELINAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS
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GIBERELINA – ALONGAMENTO CELULAR
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Sem GA
Com GA
GIBERELINA EM CANA-DE-AÇÚCAR (INVERNO)
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ÁCIDO GIBERÉLICO – ALTURA DAS PLANTAS (cm)
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ÁCIDO GIBERÉLICO – PRODUÇÃO
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•Divisão celular
•Morfogênese (em meio cultura gemas caulinares)
• Induz gemas laterais (quebra dominância apical)
•Retarda senescência foliar, ao estimular a
movimentação de nutrientes e promover a síntese
de clorofila e evitar sua degradação
CITOCININAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS
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Cin
etin
a (m
g L-1
) IAA (mg L-1)
AUXINA E CINETINA EM CULTURA DE TECIDO
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• Amadurecimento de frutos
• Epinastia foliar
• Formação de gancho plumular
• Quebra de dormência de gemas e sementes de algumas
espécies
• Promove alongamento de espécies vegetais aquáticas
submersas
• Formação de raízes e pêlos radiculares
• Indução à floração em abacaxi
• Reversão sexual em pepino
• Senescência foliar
• Mecanismos de defesa
ETILENO – EFEITOS FISIOLÓGICOS
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• É o regulador mais utilizado na agricultura - ácido 2-cloroetilfosfônico
• Nome comercial Ethrel®
ETHEPHON – “ETILENO LÍQUIDO”
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ETILENO E ETHEPHON
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FORMAÇÃO DE ETILENO
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+ O2
Metionina
S-adenosiltransferase
Metionina
SAM
ACC
Etileno
ACC sintase
ACC oxidase
+ síntese de etileno
Amadurecimento, injúrias, danos de frio, auxinas, etileno, seca, alagamento
Amadurecimento
Injúrias
REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ETILENO
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Aminoetoxivinilglicina
Ácido aminooxiacético
- Síntese de etileno
Anaerobiose
Cobalto (Co+2)
Ácido salicílico
Temperatura > 35oC
CO2 alto
+ O2
Metionina
S-adenosiltransferase
Metionina
SAM
ACC
Etileno
ACC sintase
ACC oxidase
+ síntese de etileno
Amadurecimento, injúrias, danos de frio, auxinas, etileno, seca, alagamento
Amadurecimento
Injúrias
REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ETILENO
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MECANISMO DE AÇÃO DE ETILENO
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MATURADORES DE CANA-DE-AÇÚCAR: ESTRESSE MODIFICADOR DE PARTIÇÃO
DE FOTOASSIMILADOS
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SÍNTESE DE AMIDO E DE SACAROSE
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• Eficiente Variável Emergência e
perfilhamento
• SP70-1143 SP71-5368 SP70-1284
• SP70-1284 SP71-6163 SP71-6163
• SP 80-185 SP79-1011 SP79-1011
• SP81-1763 RB72454 RB765418
• RB806043 RB765418 RB855156
• RB825336 RB785148
• RB835019 RB855536
• RB835486
• RB855113
RESPOSTA AO ETHEPHON
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PROCESSO DO FLORESCIMENTO
Alta intensidade luminosa (ao menos 12 h)
Período crítico de escuro Diferenciação
Acumulação e fixação no ápice
Translocação da folha para o ápice
Translocação da raiz
Translocação da haste
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Luz / Escuro
Folhas e cotilédones
Alto nível de fitocromo ativo
Processos metabólicos e níveis hormonais
Síntese ou ativação de complexo translocável ao ápice
Translocação de complexo causador de florescência ao ápice
Iniciação de primórdio floral no ápice
Desenvolvimento de botões, flores e frutos
Temperatura
Vernalização
Novo DNA em alto nível
Atividade metabólica no ápice dependente de luz /escuro
Déficit hídrico
EVENTOS QUE LEVAM AO FLORESCIMENTO
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AUXINAS – DOMINÂNCIA APICAL
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Remoção ápice planta
Remoção fonte enzima
Reduz clivagem xiloglucam
Diminui produção oligosacarina
Quebra inibição ação auxínica
Possibilita desenvolvimento brotações laterais
EFEITO DA QUEBRA DA DOMINÂNCIA APICAL
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Ethrel 240 - 2 L/ha
INIBIÇÃO DO FLORESCIMENTO EM CANA DE AÇÚCAR COM APLICAÇÃO DE ETHEPHON
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Solo
Clima
Cultivar
Expressão / repressão gênica
Alguns agroquímicos
Síntese proteica
Novas proteínas
Alteração níveis hormonais
Tolerância/Suscetibilidade
Ação hormonal
Funcionais
Transporte iônico
Atividade enzimática
Produtividade
Estruturais Bioquímicas
Alterações
AGROQUÍMICOS: ENVOLVIMENTO GÊNICO E FISIOLÓGICOS
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HORMÔNIOS
TIAMETOXAM
MAIOR DESENVOLVIMENTO RADICULAR E VIGOR
MAIOR ABSORÇÃO DE ÁGUA E NUTRIENTES MINERAIS
MAIOR METABOLISMO PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO
MAIOR PRODUTIVIDADE
MAIOR ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
MAIOR GERMINAÇÃO
MAIOR RESISTÊNCIA ESTOMÁTICA
MAIOR RESISTÊNCIA AOS ESTRESSES
MAIOR TEOR DE CITOCININA
RESUMO
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DESENVOLVIMENTO INICIAL DE CANA-DE-AÇÚCAR EM RIZOTRONS
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CANA-DE-AÇÚCAR 245 DAP
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CRESCIMENTO RADICULAR EM RIZOTRON
![Page 37: Hormônios endógenos e biorreguladores - Paulo R. C. Castro](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012923/5870a13e1a28abae588b4a41/html5/thumbnails/37.jpg)
Testemunha Tiametoxam Testemunha
EFEITO DO TIAMETOXAM NO DESENVOLVIMENTO RADICULAR
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CONTROLE
TMX 400 g ha-1
TMX 800 g ha-1
EFEITO DO TIAMETOXAM NO METAXILEMA DE RAÍZES DA SOCA
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PRODUTIVIDADE
![Page 40: Hormônios endógenos e biorreguladores - Paulo R. C. Castro](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012923/5870a13e1a28abae588b4a41/html5/thumbnails/40.jpg)
Parte da Característica Efeito na fotossíntese
planta desejável e na produção
Perfilhos Vertical Melhor penetração da luz
Alto perfilhamento Substituição de plantas mortas
Desenvolvimento rápido do IAF
Folha Espessa Hábito mais ereto
Curta e pequena Associada a hábito mais ereto
Ereta Aumento na área iluminada
permite IAF maiores
Colmos Alta força de dreno Alta produtividade
para sacarose
Firme Previne acabamento
CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS ASSOCIADAS À PRODUTIVIDADE DE CANA-DE-AÇÚCAR
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•(Castro et al., 1996)
POL % CANA, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES
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ISOPORIZAÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES
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PRODUÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES
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Prof. M.J.R. Mutton
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Obrigado !