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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
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
Ácido Indolacético (AIA)
Descubierta por Charles Darwin (1881)
FITOHORMONAS
Auxinas
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
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 sobre
1. 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
TalloFototropismo
(+)
↓auxina↑alargamiento
↑ auxina↑ alargamiento
Auxina
RaízFototropismo
(-)
FITOHORMONASAuxinas: Tropismos
luzluz
Geotropismo
Tipo de tropismo en el que la fuente de estimulo del movimiento es la fuerza
de gravedad.
Tallo: geotropismo negativo
Raíz: 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 tallo
La 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.
FITOHORMONASCitoquininas
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 celular
2. Estimula la morfogénesis (diferenciación de los tejidos de la planta)
3. Estimula el alargamiento celular
4. 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
FITOHORMONASCitoquininas
FITOHORMONASCitoquininas
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 frutosPromueve 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
caían
Hongo (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 vegetalACTIVIDADES
FISIOLÓGICAS
FITOHORMONAS
Auxina Giberelina Citoquinina Etileno ABA Otros
factores
Germinación de
semillas
Promueve ¿ Promueve Inhibe Frio, luz
Crecimiento
plántula
Alargamiento,
organogénesis
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,
fotoperiodo
Desarrollo del
fruto
Estimula estimula Promueve
maduración
Luz
(formación
de
pigmentos)
Abscisión foliar Inhibe Inhibe promueve ¿ Luz
Dormancia de
semillas
Rompe la
dormancia
¿ promueve
Es el mecanismo de floración que algunas plantas angiospermas poseen en
respuesta al periodo de luminosidad diaria (fotoperíodo).
Fotoperíodo crítico: (FPC): Valor en horas de iluminación que determina la
floración o no de una planta. El fotoperíodo crítico es específico para cada
especie.
1. Plantas de día-corto: Florecen cuando la duración del periodo que la
planta permanece iluminada es inferior a su fotoperíodo crítico.
2. Plantas de día-largo: Florecen cuando la duración del periodo que la
planta permanece iluminada es mayor que su fotoperíodo crítico.
3. Plantas indiferentes: La floración no depende del fotoperíodo.
FOTOPERIODO
Fotoperíodo crítico de la
especie = 11 hs
16 hs 8 hs 8 hs 16 hs
Dia Noche Dia Noche
VERANO INVIERNO
FOTOPERIODOa) Plantas de día-corto: Florece cuando es sometida a un periodo de
luminosidad inferior a su fotoperiodo crítico.
Día largo: No Florece Día corto: Florece
FOTOPERIODOb) Plantas de día-largo: Florece cuando es sometida a un periodo de
luminosidad superior a su fotoperiodo crítico.
16 hs 8 hs 8 hs 16 hs
Dia Noche Dia Noche
VERANO INVIERNO
Día largo: Florece Día corto: No florece
Fotoperíodo crítico de la
especie = 15 hs
No es el periodo de luminosidad diaria el que efectúa la floración, pero
sí el periodo de oscuridad al cual la planta es sometida.
Plantas de día-corto: necesitan de una “noche larga” para florecer
Plantas de día-largo: necesitan de una “noche corta” para florecer.
FOTOPERIODO