UNIVERSIDAD DE COSTA RICA.ESCUELA DE AGRONOMÍA.

AF-5408LUIS CARLOS ARRIETA LARA.

A80652.

BRASINOESTEROIDES.

II-2011

Generalidades.

• En 1968 Marumo y colaboradores descubrieron, en un extracto metanólico de una planta conocida como "isunoki" (Distylium racemosum). Tres fracciones con atractiva actividad promotora del crecimiento vegetal.

• Nombradas como A1, A2 y B .• Tiempo más tarde el Departamento de Agricultura

de los Estados Unidos, descubrió un extracto lipoidal, obtenido a partir de polen de nabo (Brassica napus).

• Sustancia que se denominó Brasinólida.• No se han encontrado brasinoesteroides en las

raíces, sin embargo se han encontrado en pequeñas concentraciones en las partes aéreas.

• También se han encontrado en polen y semillas inmaduras.

• Fuente natural más rica en esta clase de reguladores.

• Problemas generados en los cultivos hicieron posible la introducción de análogos de BR, obtenidos vía sintética.

• Polihidroxifenoles de naturaleza esteroidal.•Los cuales poseen un oxígeno en el átomo de carbono C-3 y otros adicionales en C-2, C-6, C-22 y C-23

Estructura Química.

Figura I. Estructura química del Brasinólido (BL).

• Hasta la fecha se han encontrado más de 50 BR los cuales han sido caracterizados y aislados, siendo los más abundantes la brasinólida y la castasterona.

Figura 2. Estructura de la castasterona

MODO DE ACCIÓN

• Potentes reguladores del crecimiento vegetal.•Provocan el aumento del rendimiento de las cosechas.• Confirieren resistencia a las plantas contra factores medioambientales adversos.

• No existe una propuesta sobre su mecanismo de acción.

• Se entiende que, como en todas las uniones ligando-receptor, las interacciones débiles no covalentes juegan un papel determinante en la formación del complejo hormona-receptor.

• Toda la ruta biosintética se puede dividir en dos grandes secciones llamadas ruta de oxidación temprana y ruta de oxidación tardía.

•La primera sección que abarca la formación de esteroles.

• Escualeno Campesterol

• La segunda sección en la que mediante 11 reacciones adicionales.

•Campesterol Brasinolida

Dentro de la Ruta Biosintética deben Producirse Ciertos Cambios Importantes:

• La formación del grupo oxo en la posición C-6.

•La adición de los grupos hidroxilo en las posiciones C-22 y C-23.

•La formación del sistema diol en los carbonos 2 y 3 del anillo A.

•La oxidación Baeyer-Villager en el anillo B

• Proteína receptora denominada BRI1, presentaba ciertos dominios ricos en el aminoácido Leucina (LRR).•Reconocimiento de las señales extracelulares que ocurrían en la superficie de la célula.•BR se pueden unir directa o indirectamente a la proteína BRI1.•Relación dominio extra celular LRR - receptor BRI1 confiere cierta resistencia a las enfermedades.

Dominio citoplasmático que posee actividad quinasa, indispensable para la transmisión de la señal hacia el interior celular.

- Sitios potenciales de la fosforilación con serina y treonina .- Permiten la activación de la quinasa a través de la homodimerización del receptor BRI1.

Existe una segunda proteína quinasa con dominios ricos en Leucina y que se relaciona con la percepción de los BR a la cual llamaron BAK1.

• Se desconoce en sí el mecanismo de activación del complejo receptor BRI1, sin embargo existen dos hipótesis:

1- Sugiere la heterodimerización BRI1-BAK1 inducida por los BR

2- Que los monómeros de BRI1 interactúan para formar homodímeros y que no se requiere de inicialmente de BAK1 para que el

receptor reconozca al ligando.

Efecto de los BR en Plantas Sujetas a Distintos Tipos de Estrés.

BRASINOESTEROIDES.ESTRÉS ABIÓTICO. ESTRÉS BIÓTICO

Hongos, Bacterias y Virus.

Estrés Oxidativo.Hídrico.Salino.

-Aumento de la actividad de enzimas: catalasa.-Aumento de la tasa fotosintética neta.

-Estimula síntesis de ABA y Etileno.-Estimula síntesis de proteínas de defensa.

Estrés Osmótico (Sequía, Salinidad, Frío)

Aplicaciones de Pesticidas.

-Aumenta la asimilación de CO2.-Aumenta la tasa fotosintética neta.

-Aumenta el nivel de ABA y prolina.

Estrés por Metales Pesados

-Aumento de la tasa fotosintética neta.-Estimula el metabolismo de Nitrógeno.

Estrés Térmico

-Aumenta el nivel de proteína de shock térmico.

Fuente: Bajguz. A; Hayat. S/Plant Physiology and Biochemestry 47 (2009):1-8

Lechuga: 25% de incremento (peso hojas/planta).

Habas: 45% de incremento (peso semillas/planta).

Papa: incrementa tamaño de tubérculo y resistencia a enfermedades.

- Incrementos similares en rendimiento de trigo, cebada, arroz.

-Elongación de epicótilos en soja (Glycine max).

-Efecto de concentraciones crecientes de BR en la inclinación de la lámina de hoja de arroz.

Efecto según cultivo.

• Mecanismo para la propagación por embriogénesis somática.

• Mejor aclimatización y mayor rendimiento de los minitubérculos de papa.

• La aplicación de bajas concentraciones del Brasinoesteroides lograron mejorar la resistencia al estrés de la aclimatización in situ.

• Eficaz complemento del 2,4 D (2 mg.l-1) en cuanto a la inducción de callos de arroz .

Efecto In vitro.

» Brasinólide 0,1%

- Al aplicar a las plantas mejoran el crecimiento de las raíces, existe una mejor germinación de la semilla

» Brasinólide 0,9%

-Deben ser disueltos en alcohol. No está destinado para el uso normal de la jardinería.

•Se puede utilizar también para: 1. Promover el crecimiento de la planta para aumentar la producción. 2. Aumentar la proporción de frutales y aumentar la unidad de peso. 3. Mejorar la resistencia de la planta a la sequía y frío. 4. Mejorar la inmunidad de la planta. 5. Utilizados en el cultivo de tejidos, regulan la diferenciación de los tejidos.

Modo de Uso.

Ejemplos de aplicaciones.

• Estudio que evaluaba el rendimiento de un cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum), Las semillas de cada tratamiento fueron imbibidas previo a la siembra en el semillero con una solución de las sustancia a evaluar.

• BR: MH-5, Biobras-6 y Biobras-16 aplicados en el medio de cultivo semisólido de enraizamiento en varias concentraciones con el fin de evaluar caracteres morfológicos y fisiológicos en un cultivo de papa In Vitro.

GRACIAS!!!