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Metafitas_FitohormonasCRÉDITOS
Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias
Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de:– Biología y Geología – 1Bachillerato– Autores del texto: Natividad Ferrer Marí, Miguel
García Vicente, Manuel Medina Martínez.– Editorial: Bruño– Madrid, 2002– ISBN 84-216-4329-0
• El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.
Las plantas y el medio ambienteFactores que controlan el desarrollo de la planta
• Factores internos: genes y fitohormonas
• Factores externos: luz, agua, temperatura, nutrientes, suelo (composición química y textura)
• =====================• Fitohormonas
– Producidas en pequeñas cantidades en ciertas zonas de la planta
– Transporte por Xma, Fma o por via parenquimática
• Genes– Control del ADN a través de la
expresión génica:
– ADN ARN proteínas
Las hormonas y la fase juvenilEl despertar de la semilla (I)
Antes de germinación: dormición mantenida por ÁCIDO ABCÍSICO
(antagonista de GIBERELINA)
Endospermo ofrece resistencia a expansión de embrión
Tegumentos inpermeables impiden entrada de agua,
intercambio gaseoso y salida de la radícula
Temperatura bajas inducen síntesis de GIBERELINA
Giberelinas estimulan síntesis de enzimas hidrolíticas de las
moléculas del endospermo
M! para crecimiento radícula y coleoptilo precisa energía de ATP obtenida de glucolisis
Las hormonas y la fase juvenilEl despertar de la semilla (II)
Giberelinas (I) (p. 183)
• Inducen la germinación (interrumpe período de latencia o dormición)
• Estimulan elongación del tallo• Estimulan floración• Retardan maduración fruto
(antagonista del etileno)• Inhiben senescencia en hojas• Estimula la M! en el cambium• Se producen en meristemos apicales,
en hojas jóvenes y en embrión
El ácido giberélico GA3 es un derivado lipídico
Las hormonas y la fase juvenilEl despertar de la semilla (II)
Giberelinas (II) (p. 183)
Se aplican diferentes concentraciones de GA en plantas de arroz de 4 días de
edad. Luego se dejan crecer 5 días, con el resultado que se ve
Efecto de las giberelinas sobre la elongación del tallo
Las hormonas y la fase juvenilEl despertar de la semilla (III)Ácido abcísico (ABA) (p. 183)
• Fitohormona del estrés (ayuda a combatir condiciones ambientales desfavorables: cierre de estomas cuando escasea agua) y de la senescencia
• Antagonista de giberelinas en germinación (mantiene semilla en período de latencia)
• Antagonista de citoquininas, giberelinas y auxina en abcisión hoja
• Se produce en caliptra, tallo y hojas viejas (para su abcisión)
La molécula del ABA es parecida a la de las giberelinas
Las hormonas y la fase juvenilRespuestas a estímulos de gravedad y luz
Geotropismo (I)
• Tropismos: respuesta mecánica del vegetal ante estímulo externo
– Geotropismo (gravitropismo): estatolitos (amiloplastos) en células del brote y de la caliptra
• Geotropismo negativo del tallo: los estatolitos deben estar en la zona inferior de las células
• Geotropismo positivo de la raíz: los estatolitos deben estar en zona inferior de las células
Cuando cortamos la caliptra, la raíz no tiene geotropismo positivo
Las hormonas y la fase juvenilRespuestas a estímulos de gravedad y luz
Geotropismo (II): La orientación de la plántula en desarrolloEl papel de las auxinas (I)
Geotropismo negativo y reorientación del tallo
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Zona de acumulación de estatolitos y de auxinas
Zona de elongación
Zona de acumulación de estatolitos y de auxina
Se inhibe la elongación celular
Las hormonas y la fase juvenilTropismos y orientación de la plántula en desarrollo
Auxinas (II) (ácido Indolacético –IAA) (p. 183)
• Estimulan elongación celular
• Intervienen en geotropismo y fototropismo, dominancia apical y formación de xilema y floema
• Junto con giberelinas estimulan la M! en el cambium
• Junto con giberelinas y citoquininas inhiben senescencia en hojas, flores y frutos y la abcisión de las hojas
• A ciertas concentraciones estimula producción de etileno
• Induce formación de raíces adventicias
• Efectos diferentes de las auxinas en brote del tallo y en la raíz:
– Brote del tallo: la elongación celular se produce en las zonas donde más se acumula la auxina
– Ápice de la raíz: la elongación celular se produce en las zonas donde menos se acumula la auxina
• Se producen en meristemos apicales del tallo, hojas jóvenes, semillas y polen.
Es un derivado del aminoácido triptófano
Las hormonas y la fase juvenilLa formación de las ramas y de las raíces secundarias:
Efectos de las auxinas según su concentración
• En una escala relativa de concentraciones:– Concentraciones de auxinas de entre 1 y 5 estimulan el
crecimiento de la raíz y no tienen efecto en el crecimiento del tallo.
– Concentraciones de auxinas de entre 5 y 9 producen una inhibición del crecimiento de la raíz y una estimulación del crecimiento del tallo
– Concentraciones de auxinas de entre 9 y 13 no tienen efecto en el crecimiento de la raíz y producen una inhibición en el crecimiento del tallo
– Por tanto, la tasa máxima de crecimiento en raíces se produce con una concentración de 5, y la tasa máxima de crecimiento en tallo con una concentración de 9.
Las hormonas y la fase juvenilLa formación de las ramas y de las raíces secundarias:
Auxinas (III), citoquininas y etileno
Ramas laterales mayores por mayor concentración de
citoquinina y menor de auxina
Ramas laterales menores por menor concentración de
citoquinina y mayor de auxina
Raíces secundarias desarrolladas por baja
concentración de auxina
Auxina estimula producción de etileno, que favorece la
dominancia apical
A menor concentración de auxinas, menor de etileno y
disminución de la dominancia apical
incremento en desarrollo ramas
Relación biomasa fotosintética / biomasa raíces aumenta a medida que la planta crece
Las hormonas y la fase juvenilLa formación de las ramas y de las raíces secundarias:
Citoquininas (p. 183)
• Activan la M!• Antagonistas de auxinas en
dominancia apical, pues estimulan desarrollo brotes laterales
• Activan la floración, el crecimiento del brote y la fructificación
• Retardan senescencia de hojas, flores y frutos
• Factores defensivos ante virus• Se producen en las raíces, semillas,
frutos y hojas
Las citoquininas son derivados de purinas (adenina y guanina)
Las plantas y el medio ambienteLa fase de madurez (I)
La floración (I)
• Se produce sólo cuando el vegetal alcanza un cierto desarrollo
• Controlada por factores ambientales– Luz
• Fotoperíodo: relación entre horas de oscuridad y de luz a lo largo de 24 horas
• Fotoperiodicidad: Respuesta de la planta al fotoperiodo:
– Plantas de día neutro: floración independiente del fotoperiodo. Maíz (Zea mays)
– Plantas de día corto (= noche larga): floración con el acortamiento de los días; número de horas de oscuridad por encima de un determinado valor crítico (después de equinoccio de otoño). Ajonjera (Chondrilla juncea)
– Plantas de día largo (= noche corta): floración con número de horas de oscuridad por debajo de un determinado valor crítico (solsticio de verano)
– Temperatura• Temperatura adecuada necesaria,
incluso a pesar de fotoperíodo adecuado
Las plantas y el medio ambienteLa fase de madurez (I)
La floración (II)
La interrupción momentánea del período de oscuridad produce inhibición de floración en
plantas de día corto (noche larga) y estimulación de la floración en plantas de día
largo (noche corta)
Las plantas y el medio ambienteLa fase de madurez (II)
La fructificación
• Auxinas– Polen libera auxina ovario
estimulado para formar pericarpio– Formación de frutos sin semillas
• Etileno– Semillas del fruto auxinas
etileno, que acelera maduración del fruto
• Giberelinas y Citoquininas– Antagonistas del etileno, inhibidores
de maduración del fruto
• Temperatura– 5 ºC (se inhibe producción etileno:
maduración retardada). Conservación de la fruta en cámaras frigoríficas.
– >35 ºC: maduración defectuosa (producida en cámaras industriales fruta con alteradas propiedades organolépticas).
Las plantas y el medio ambienteLa fase de madurez (III)
La dormición o latencia en un ciclo anual
Temperaturas bajasYemas en dormición o reposo
Periodo de latencia
Acortamiento de los días a partir del solsticio de verano
FITOCROMO
Incremento en producción de ABA
Alargamiento de los días a partir del solsticio de invierno
Yemas salen de la dormiciónIncremento en producción
de giberelinas y citoquininas
Escasez de agua
FITOCROMO
Las plantas y el medio ambienteEtileno
• Gas a temperatura ambiente• Estimula maduración frutos• Induce abcisión de hojas, flores y frutos
(antagonista de auxinas, citoquininas y giberelinas)
• Complementario de las auxinas en la dominancia apical
• Acelera la degradación de la clorofila (otoño)
• Se produce en hojas, brotes, raíces, flores y frutos
H2C=CH2
Las plantas y el medio ambienteLa fase de senescencia
ABA
Hojas jóvenes: auxina, giberelinas y citoquininas
inhiben abcisión
Hojas viejas o con estrés hídrico o térmico: disminuye
producción de auxinas, giberelinas y citoquininas
Incremento en producción de ABA y etileno
destrucción celular en zona de inserción del pecíolo con
tallo
Destrucción celular abre fisura el
pecíolo se desprende
La acción equilibrada de las La acción equilibrada de las
giberelinas, auxinasgiberelinas, auxinas y y citoquininascitoquininas
(que mantienen la planta en forma juvenil) (que mantienen la planta en forma juvenil)
con el con el etilenoetileno y el y el ABAABA
(causantes de su senectud) (causantes de su senectud)
coordina la maduración de los frutos y la coordina la maduración de los frutos y la caída de las hojascaída de las hojas
Las plantas y el medio ambienteAplicaciones industriales de las fitohormonas
• Auxinas (sintéticas)– Estimulación crecimiento raíces (reproducción vegetativa por esquejes)– Inhibidores de hierbas malas a altas concentraciones– Retraso en caída de los frutos maduros hasta momento recolección– Inhibición formación “ojos” (yemas axilares) en patatas almacenadas– Inhibición formación flores en plantas ornamentales
• Citoquininas (sintéticas)– Prolongación vida útil de ciertos cultivos
• Giberelinas– Activación crecimiento especies enanas– Activación de la floración y la fructificación tempranas– Aumento tamaño fruto sin fecundación (ausencia de semillas o “pepitas”)
• Ácido abcísico (ABA)– Acelerar comienzo producción de los manzanos jóvenes
• Etileno– Control de la maduración de los frutos recolectados verdes