UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

CANA-DE-AÇÚCAR: HORMÔNIOS E REGULADORES

PAULO R. C. CASTRO ESALQ/USP

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

• 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

• 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

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

RER C.G.

Processamento

de proteína

Vesícula H+-ATPase

Hipótese da

ativação

Hipótese

de síntese

Mensageiro 2ário

ALONGAMENTO CELULAR ATIVAÇÃO DE EXPANSINAS

• 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

• 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

• 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

• 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

GIBERELINA – ALONGAMENTO CELULAR

Sem GA

Com GA

GIBERELINA EM CANA-DE-AÇÚCAR (INVERNO)

ÁCIDO GIBERÉLICO – ALTURA DAS PLANTAS (cm)

ÁCIDO GIBERÉLICO – PRODUÇÃO

•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

Cin

etin

a (m

g L-1

) IAA (mg L-1)

AUXINA E CINETINA EM CULTURA DE TECIDO

• 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

• É o regulador mais utilizado na agricultura - ácido 2-cloroetilfosfônico

• Nome comercial Ethrel®

ETHEPHON – “ETILENO LÍQUIDO”

ETILENO E ETHEPHON

FORMAÇÃO DE ETILENO

+ 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

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

MECANISMO DE AÇÃO DE ETILENO

MATURADORES DE CANA-DE-AÇÚCAR: ESTRESSE MODIFICADOR DE PARTIÇÃO

DE FOTOASSIMILADOS

SÍNTESE DE AMIDO E DE SACAROSE

• 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

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

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

AUXINAS – DOMINÂNCIA APICAL

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

Ethrel 240 - 2 L/ha

INIBIÇÃO DO FLORESCIMENTO EM CANA DE AÇÚCAR COM APLICAÇÃO DE ETHEPHON

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

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

DESENVOLVIMENTO INICIAL DE CANA-DE-AÇÚCAR EM RIZOTRONS

CANA-DE-AÇÚCAR 245 DAP

CRESCIMENTO RADICULAR EM RIZOTRON

Testemunha Tiametoxam Testemunha

EFEITO DO TIAMETOXAM NO DESENVOLVIMENTO RADICULAR

CONTROLE

TMX 400 g ha-1

TMX 800 g ha-1

EFEITO DO TIAMETOXAM NO METAXILEMA DE RAÍZES DA SOCA

PRODUTIVIDADE

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

•(Castro et al., 1996)

POL % CANA, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES

ISOPORIZAÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES

PRODUÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES

Prof. M.J.R. Mutton

Obrigado !