Hormonas vegetales

REGULADORES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN PLANTAS1. NATURALES: 1. HORMONAS Conocidas:Conocidas: Auxinas.-Ac.3 indol acético............... AIA Giberelinas.- Ac. Giberélico.............. AG, G Kinetinas.- Zeatin (a) Ac. Abscísico................................... ABA Etileno.............................................. C2H4

ProbablesProbables: Antesinas............ (auxinas + cinetinas) Florígeno............. (auxinas + giberelinas) Vernalina............. (frio: giberelinas) Dormin(a)............ (dormancia: balance Es. e Inh.) Etilen Clorhidrina Posibles:Posibles: Rizocalina..............raiz Caulocalina............tallo Filocalina...............hoja:

REGULADORES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN PLANTAS1. NATURALES: 2. COFACTORES Vitaminas: B1 Tiamina B2 Rivoflavina B6 Piridoxina Piridoxal Piridoxamina C: Ac. Ascórbico K Inositol Ac. Nicotínico: NIACINA Ac. Pantoténico

REGULADORES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN PLANTAS1. NATURALES: 3. INHIBIDORES * Fenólicos =Derivados Benzoicos –Ac. Salicílico - Ac.Gálico -Ac. Cinámico =Lactonas –Cumarina - Escapoletina =Piridinas –Ac. Picolínico - Ac. Fusarínico =Quinonas y Flavonoides –Juglona - Narinjenina * Abscisina: Ac. Abscísico (ABA)

REGULADORES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN PLANTAS

2. SINTÉTICOS: 1. HOMONAS Auxinas AIB, Ac. Indol Butírico ANA, Ac. (α y β) Naftaleno Acético AIP, Ac. Indol Propiónico 2,4-D, Ac, 2, 4 Diclorofenoxiacético 2,4-5T, Ac.2,4-5 Triclorofenoxiacético MCPA, Ac.2-metil,4 clorofenoxiacético

Cinetinas 6 furfurilaminopurina Benzyladenina

REGULADORES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN PLANTAS2. SINTÉTICOS: 2. INHIBIDORES *Carbamatos *Diclorofenoles *Dimetil aminas de Ac. Orgánicos *Derivados del Ac. Fluoreno carboxilico (morfactinas) *Antiaauxinas – Hidracida maleíca (HM) - Ac. Tri Yodo Benzoico (TIBA) - Cloroetanol * Antigiberelinas –Amofos1618 - Fosfon D - Cycocel o Cloruro de Clorocolina o Triclorocolina (CCC) * y otros más

HORMONA, fitorregulador que tiene acción en un lugar de la planta y que por si solo puede determinar fenómenos de crecimiento y desarrollo. Son compuestos orgánicos no nutrientes que actúan a muy bajas concentraciones (mgL) y pueden acelerar, rertardar o inhibir determinado proceso fisiológico.

COFACTORES, tienen acción catalítica y reguladora del metabolismo, actúan a manera de coenzima y por si solos NO pueden determianr el crecimiento y desarrollo.

INHIBIDORES, fitorregulador que frena o contrarrestra la acción hormonal. Ej Las Lactonas, inhiben germinacion de semillas y el alargamiento celular.

Ritmos ó Ciclos CircadianosCirca=aproximado; dies=día

Reloj oscilante Reloj Fisiológico Reloj Biológico medición de cambios por periódos de luz/oscuridad y el rango es de 18-21 hrs.

* Floración: PDLPDL (PNC), PDCPDC (PNL), PDNPDN (PNN)

* Fotonastia Mimosa pudica

* Movimientos de SueñoMovimientos de Sueño en hojas

* Apertura y Cierre - Estomas, - Flores

El crecimiento y desarrollo normal, depende de la interacción de factores externos: luz, temperatura, humedad, agua, suelo, nutrientes entre otros, y de factores internos o propios: edad, tamaño, estado fisiológico y nivel hormonal.

Las hormonas se han definido como compuestos orgánicos, no nutrientes que actúan a muy bajas concentraciones (muy por debajo de la de otros compuestos: nutrientes, vitaminas) y que regulan procesos fisiológicos, y que en dosis altas los afectarían.

Regulan procesos de correlación, es decir que, recibido el estímulo en un órgano, lo amplifican, traducen y generan una respuesta, en otra parte de la planta.

Interactúan entre ellas por distintos mecanismos:Sinergismo: la acción de una determinada sustancia se ve favorecida por la presencia de otra.Antagonismo: la presencia de una sustancia evita la acción de otra.Balance cuantitativo: la acción de una determinada sustancia depende de la concentración de otra

Tienen además, dos características distintivas de las hormonas animales, a) ejercen efectos pleiotrópicos, actuando en numerosos procesos fisiológicos y b) su síntesis no se relaciona con una glándula, sino que están presentes en casi todas las células y existe una variación cuali y cuantitativa según los órganos. Las hormonas y las enzimas, cumplen funciones de control químico en los organismos multicelulares

Las hormonas vegetales se denominan f itohormonas y se producen en las células y no forman glándulas. Controlan el crecimiento y desarrollo del vegetal . Existen hormonas que: activan los procesos de crecimiento, f loración, yemas apicales, crecimiento celular en los meristemos, formación de raíces en los esquejes ( auxinasauxinas); que hacen germinar las semillas e inducen a la formación de f lores y frutos ( giberelinasgiberelinas); que retardan la caída de la hoja y el envejecimiento e inducen a la diferenciación celular y formación de nuevos tejidos ( citoquininascitoquininas); que provocan el cierre de los estomas cuando hay sequía o inhibe el crecimiento del vegetal en momentos de crisis, produciendo una especie de letargo ( ácido abscísicoácido abscísico) y, por últ imo, que facil i tan la maduración de los frutos y la degradación de la clorofi la, haciendo caer las hojas ( et i lenoeti leno).

AUXINAS

Síntesis apices fisiológicosFotooxidacion a 450 nmInactiva por luz UV 280 nmInhibida por Rayos Gamma y Rayos XInhibida por falta de oxígenoTransporte polar 10-12 cm/hora en floema 10°C, triplica transporteCa antagonico con AIA en procesos de lignificacionK sinérgico con AIA en crecimiento de meeristemos10-7 mg/L división celular10-6 mg/L aumenta en 100% contenido de aguatejido jóven, mayor AIA que AiA oxidasatejido adulto, mayor AIA oxidasa que AIAControl de AG/AIA

Elongación celular en 2 órganos diferentes (tallo y raíz) versus concentración de auxina

AUXINAS

Efecto de una auxina en el arraigamiento de plantas

AUXINAS

AUXINAS

Mecanismo de acción de las auxinas a nivel de la pared celular

AUXINAS

Fisiología:- Dominancia apical- Formación raíces adventicias z.periciclo (+ cinetinas)- Replica ADN (Mitosis)- Regula Fototropismo, Geotropismo- Incrementa diferenc yema vegetativa en reproductiva- Incrementa Alargamiento y permeabilidad celular- Incrementa Respiracionen cel.act.crec. (Aumenta ADP)- Incrementa plasticidad celular- Incrementa biosíntesis de Celulosa- Favorece Frutos Partenocárpicos- Favorece crecimiento y desarrollo de fruto - Regula caída organos- Diferenciacion de Xilema y Floema- Favorece Hidrólisis de almidón

Efecto del tratamiento con giberelinas en los racimos de uva

GIBERELINAS

Durante la germinación de la semil la, el embrión produce giberelinasgiberelinas que actúan estimulando a la capa de aleurona a producir enzimas hidrolít icas

GIBERELINASGIBERELINAS

GIBERELINAS1926 Kurosawa, descubre hongo ascomiceto que producía enfermedad del “Tumbado de la caña” (bakane) en arroz y maiz, Gibberella fujikuroi = Fusarium monoliforme.1938 Yabuta y Sumiki, aislaron sustancia que provocaba hipercrecimiento y la denominada GIBERELINA1955 Stodola y col (USA) y Borrows (Inglaterra) aislaron compuesto que denominaron ACIDO GIBERELICO

FISIOLOGIASu efecto se ve stimulado por la luzdifunde por floemaprovoca síntesis de ARNmInhibe actividad de AIA oxidasa, AIA

GIBERELINAS

FISIOLOGIAPromueve alargamiento celularModifica enanismo genético (Col 3m: Hiperalargamiento)Favorece síntesis de ARNmInhibe AIA oxidasaFavorece germinacion semillas: biosíntesis α amilasaFavorece crecimiento del frutoActiva difusión AIA difusible en ápice de talloPromueve la formacion de frutos partenocárpicosFavorece crecimiento de yema en dormancia (suple vernalina)Inhibe formacion meristemas(raíces y yemas)Útil en viticultura y plantio de apioBenéfico malteado de cebada: garantiza óptima germianción

Alargamiento en plántulas causado por el hongo Gibberella

GIBERELINAS

Organogénesis en kiwi, In vitro, las citocininas promueven la formación de brotes. En estos tres tubos, la proporción de auxinas decrece y la de citocininas aumenta en el medio de cult ivo, de derecha a izquierda

CITOCININAS

CITOCININAS

Acción de las citocininas sobre el crecimiento de coti ledones de plantas del género Xanthium. La La citocininacitocinina sintética Benciladenina es más efectiva en este caso, que las citocininas naturales Zeatina y Cinetina

CINETINAS(Kynetin,Citocinina,Citocina,Cinetina,Quinetina,Citoquinina)

Aisladas:Aisladas:1955 Skoog.......DNA de esperma de Arenque: Cinetina1955 Miller.......DNA de levaduras: Kinetina1964 Letham....Maíz: ZEATIN(A)

Abundan en:Abundan en:- Endospermos líquidos: agua de coco, leche de choclo- Células en división: plátanos verdes, fruto de nuez- Plántulas- Frutillos de los frutos agregados

CINETINASFISIOLOGIA- División celular: CITOCINESIS- Agrandamiento celular- Neoformación de órganos (crecimiento y desarrollo de brotes)- Inciación y crecimiento de raíces- Acúmulo de sustancias nitrogenadas- Síntesis de Proteínas a partir de aa- Retarda Pérdida Proteínas previniendo pérdida de ADN- Estimula crecimiento de la hoja, de yemas y de vástagos- Promueve Síntesis de Clorofilas- Retarda SENESCENCIA de hojas- Induce diferenciación de tejidos- Acción semejante a luz roja, promueve germinación de semillas pequeñas- Inhibe producción de Etileno

ETILENO

Efecto del Eti leno sobre la maduración de la frutaEfecto del Eti leno sobre la maduración de la fruta . En cada tratamiento, un plátano fue guardado en una bolsa plástica junto a : 1) una naranja madura, 2) un vaso que libera Etileno y 3) solo. La maduración resulta proporcional a la cantidad de Eti leno en la bolsa .

El Eti lenoEl Eti leno promueve la caída de las hojas en otoño. En la base de las hojas se forma una capa de células de paredes delgadas y débiles (capa de abscición), que posibil i ta la separación del pecíolo y el tal lo de la planta.

ETILENOETILENO- Facilita ruptura tegumento en germinacion semillas e incrementa su producción- Favorece ruptura de latencia Primaria y Secundaria- Fomenta desarrollo de aerenquima en raiz- Incrementa número de flores femeninas- Promueve alargamiento entrenudo en plantas acuáticas- Participa en mecanismos de cierre de estomas- Provoca epinastia en hojas- Favorce enrollamiento de zarcillos- Facilita la secreción de latex- Interviene con otros reguladores en formación de raíces adventicias y pelos abosorbentes- Interviene en maduración de frutos- Participa en la senescencia -Inhibe: floración, fotosíntesis, Mov de hojas, Desarrollo de raiz

AACIDO ABSCÍSICO (ABA)CIDO ABSCÍSICO (ABA)-(dormina/abscisina), es un inhibidor del crecimiento - La concentración en las plantas 0.01 y 1 mg/L, sin embargo, en plantas marchitas puede incrementarse hasta 40 veces.-Traslado tanto por xilema como por floema

Efectos Fisiológicos - Provoca el cierre estomático en plantas sometidas a stress hídrico. - Induce rusticidad a bajas temperaturas, la sequía y al exceso de sal - Inhibe el crecimiento celular - Estimula la entrada de K+ a la raíz y la absorción de agua - Causa la dormición de semillas (rosa, duraznero, gramíneas) - Provoca la abscisión de hojas, flores y frutos - Promueve floración en plantas de días cortos- Aplicaciones en la Agricultura: desfoliante en algodón

*Antagónico con las giberelinas en la síntesis de alfa amilasa sin afectar el resto de compuesto enzimáticos

Otros Otros ReReguladores:guladores: POLIAMINAS (putrescina, espermidina, espermina y cadaverina)- Esencial para completar los ciclos de división celular, diferenciación vascular- Retrasa senescencia en tejidos (degradación de clorofilas, de ácidos nucleicos)- antioxidante y estabilizadora de las membranas - Diferenciación de embrioides en cultivo de tejidos

ACIDO JASMÓNICO - Promueve senescencia.- Actúa como defensa a ataques de insectos y patógenos.- Modulan múltiples aspectos: maduración de frutos, viabilidad del polen, crecimiento de la raíz, curvatura de los zarcillos.

ÁCIDO SALICÍLICO- Induce floración. - Proporciona resistencia a patógenos y a la producción de proteínas relacionadas a la patogénesis

BRASINOESTEROIDES y TURGORINAS Los brasinoesteroides (BR) son polihidroxifenoles. el brasinolido es el más activo y el primero en aislarse en 1979 de Brasica napus. Se los aisló de semillas, frutos, tallos, hojas y brotes jóvenes (+60)

Las turgorinas son derivados del ácido galico o catequico.

Brasinoesteroides y turgorinas - Estimulan la elongación y división celular en segmentos de tallos. - Promueve el crecimiento - Inhiben el crecimiento radicular - Estimulan el graviotropismo (geotropismo) - Inducen diferenciación del xilema - Retrasan la abscisión de hojas - Aumentan resistencia al stress. - Regulan los movimientos originados por turgencia celular tienen un efecto antagonista con el ácido abscísico, los inhibidores, morfactinas y retardantes del crecimiento.

BRASINOESTEROIDES

CRECIMIENTO Y DESARROLLO

Los Brasinoesteroides son potentes reguladores del crecimiento vegetal de naturaleza esteroide, siendo la Brasinolida el primer compuesto

aislado a part ir de una fuente natural, en 1979. La elucidación de la estructura de la brasinólida se determinó por espectroscopía y cristalografía de rayos X.

BRASINOESTEROIDES

Brasinólida

Debido a su intrigada actividad fisiológica en las plantas y sus usos

agrícolas potenciales, en la actualidad muchos esfuerzos están siendo realizados

en descubrimiento, análisis, extración, aislamiento, síntesis, biosíntesis,

metabolismo, actividad fisiológica y aplicaciones prácticas en la agricultura.

Efectos Fisiológicos

Promueve la elongación de tejidos vegetales. En cult ivo de tejidos, en presencia de auxinas y

citoquininas, estimula el crecimiento de callos induciendo el alargamiento y la división celular.

Acelera la desdiferenciación de protoplastos y la regeneración de la pared celular.

Hiperpolariza el potencial eléctr ico de transmembrana.

Inf luye en el gravitropismo. Retrasa la abscisión de hojas en citr icos. Regula la diferenciación de elementos traquearios.

Efectos Fisiológicos Estimula la translocación de asimilatos.

Influye o dirige procesos de movil ización dentro de las plantas.

Estimula la actividad fotosintética acelerando la f i jación de CO 2

Incrementa la biosíntesis de proteínas y el contenido de azúcares reductores.

Estimula la elongación del tubo polínico.

BRASINOESTEROIDES: INFLUENCIA EN EL CRECIMIENTO Y DESARROLLO.

Los Brasinoesteroides (Brs) son reguladores del crecimiento que tienen actividad biológica a muy bajas concentraciones (generalmente 0,1-0,001 ppm). Se reporta, que entre otros efecto, ellos estimulan el crecimiento, aumentan el rendimiento, incrementan la biomasa, disminuyen los efectos del estrés causado por la falta de nutrientes, elevan la tolerancia a la salinidad, y a las bajas temperaturas e incrementan la resistencia a herbicidas.

Mitchel et al(1970) encontraron que cuando las brasinas fueron aplicadas en concentraciones de 10 µg por planta, estas indujeron la elongación marcada del segundo y tercer entrenudo en plantas intactas de frijol, el segundo creció como promedio 15 mm a los 4 días después del tratamiento mientras que el control creció solo 12 mm. Las brasinas típicamente causaron elongación de todas las partes de las plantas de frijol e incrementaron la longitud del tallo, la espiga y las raíces, el peso de la vaina y la cantidad de yemas.

Los brasinoesteroides tienen un amplio espectro de acción biológica:1. Induce la elongación en:* epicótilos de chícharo * segmento apical de chícharo enano* en epicotilos de frijol * en segmento de epicotilos de frijol Azuki 2. Estimulación del crecimiento de raíces y hojas de trigo (similares resultados fueron obtenidos en arroz, cebada, lechuga y apio.

Se conoce que los brasinoesteroides promueven marcadamente el crecimiento de posturas, altura de la planta, grosor del tallo, longitud de la raíz principal, masa seca por planta, contenido de clorofila, área foliar y fotosíntesis.

Efectos notables han sido observados sobre la promoción de la elongación del tallo y otros tejidos vegetativos en una gran variedad de plantas a muy bajas concentraciones y en la regulación de la diferenciación de elementos traquearios en células aisladas del mesófilo de Zinnia elegans.

En cuanto al efecto de los brasinoesteroides en el crecimiento de la raíz Roddick y Guan (1991) plantean que los Brs no han sido todavía definitivamente identificados en las raíces y los estudios de la respuesta de este órgano a las aplicaciones exógenas de Brs son variables. En el caso del tratamiento a raíces cortadas se observa una reducción en el crecimiento, sin embargo en cortes y plántulas donde el tallo está presente, tiene lugar la promoción del crecimiento especialmente cuando el tratamiento es realizado en la parte aérea. Por otro lado, otros autores informan efectos inhibitorios de la brasinólida en la raíz, mientras que otros notaron efecto promotor.

Además de su influencia en el crecimiento, los Brs usualmente influyen sobre otros aspectos de desarrollo de las plantas. En particular, su efecto sobre la reproducción, maduración, senescencia, en el gravitropismo, en el retraso de la abscisión de las hojas de citrus y explantes de frutos.

Diferentes autores observaron un fuerte sinergismo entre auxinas y Brs. Esto demostró ser dependiente de la secuencia de tratamiento a las plantas y este apareció solo en casos donde el tratamiento con Brs precedió al auxínico. Observaron, además que los inhibidores típicos para auxínas, tal como el ácido (p-clorofenoxi) isobutírico, suprimió la acción de los Brs y la influencia asociada de ambas hormonas.

Evidencias del sinergismo entre los Brs y las auxínas se observaron en estudios de producción de etileno en segmentos de hipocotilos de frijol etiolado. El efecto combinado de Brasinólida y el ácido indol acético (AIA) causó la producción de 43,6 nl/h de etileno, en el control el valor fue de 0,41 nl/h y en los tratamientos por separado fueron de 10.5 nl/h para brasinólida y 17 nl/h para AIA.

La acción cooperada de la brasinólida con giberelina A3 ha sido estudiada por Gregory y Mandava, 1982. Ellos observaron que el tratamiento a plántulas jóvenes de frijol con ambos promotores separadamente resultó en una elongación del epicotilo, pero la brasinólida mostró efecto a menor concentración y tuvo mayor elongación (mayor del 100%). Las dos hormonas actuaron de un modo aditivo.

Se ha reportado que los Brs afectan en alguna magnitud los niveles endógenos de giberelinas. Se encontró que los Brs cambian la composición de la citoquíninas en las hojas. El tratamiento con epibrasinólida a plantas de cebada a dosis de 10-50 mg/ha resultó en un incremento de 6-12 veces del ribósido de Zeatina y una reducción de Zeatina.