Download CRECIMIENTO VEG y REP - Mis Clases fisiologia vegetal

CRECIMIENTO VEGETATIVO Y
REPRODUCTIVO
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVARADO
DECANATO DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLOGICAS
FISIOLOGIA CEGETAL
•
•
•
•
• CONCEPTOS INICIALES
Crecimiento : es el aumento irreversible de
tamaño (volumen).
Desarrollo : conjunto de procesos que
determinan el cambio de formas y función
en un ser vivo. Implica diferenciación, y
crecimiento.
Diferenciación: proceso de especialización
celular dado por la expresión de
determinados genes.
Concepto de TOTIPOTENCIA CELULAR
CICLO DE VIDA DE UNA ANGIOSPERMA
ONTOGENIA VEGETAL= IMPLICA EL COMPLETO DESARROLLO DE UN
INDIVIDUO : desde el embrión hasta la senescencia
Germinación
ETAPAS DURANTE LA
ONTOGENIA
Embriogénesis
- EMBRIOGÉNESIS
-FORMACIÓN DE SEMILLAS
-GERMINACIÓN DE SEMILLAS
-CRECIMIENTO VEGETATIVO
- CRECIMIENTO
REPRODUCTIVO
-SENESCENCIA
-MUERTE DE LA PLANTA
LAS FITOHORMONAS
PRINCIPALES REGULADORES
DEL CAMBIO DE ETAPAS
DURANTE LA ONTOGENIA
VEGETAL
CRECIMIENTO VEGETATIVO
LAS PLANTAS CRECEN DE FORMA INDETERMINADA
DEBIDO A LA CONSTANTE DIVISION CELULAR QUE
OCURRE EN LOS MERISTEMAS
FASES DEL CRECIMIENTO VEGETATIVO
-Juvenil: ausencia de crecimiento reproductivo
-Adulto: en condiciones inductivas es capaz de florecer
Importancia:
Distribuir de forma eficaz la energía durante el desarrollo
de la planta, hacerla competitiva, acumular reservas para
su utilización durante la fase reproductiva.
FACTORES AMBIENTALES DETERMINANTES DEL
CRECIMIENTO QUE PERMITEN LA ADECUADA EXPRESION
DEL GENOMA, EL DESARROLLO POTENCIAL DE LA
PLANTA:
- LUZ (calidad e intensidad)
- DISPONIBILIDAD DE AGUA
- DISPONIBILIDAD DE MINERALES
- TEMPERATURA
LOS CUALES DETERMINAN:
TASA DE FOTOSINTESIS
TASA DE RESPIRACION
(ACUMULACION DE MATERIA Y ENERGIA)
-LUZ
Primero, los mecanismos de fototropismo y movimientos násticos
que responden fundamentalmente a la luz azul.
-Segundo, el fotoperiodismo, es decir, la respuesta a las variaciones
estacionales de la longitud del día. El fotoperiodismo es
consecuencia de la absorción de luz por un pigmento ubicuo en las
plantas, el fitocromo, que absorbe fundamentalmente luz roja y roja
lejana.
-Finalmente, la fotomorfogénesis, es decir, el crecimiento y
desarrollo de las plantas directamente controlado por la luz, que por
un lado responde a la absorción de luz azul de alta intensidad y por
otro también a la actividad del fitocromo.
Las plantas controlan el fotoperíodo
midiendo las horas de oscuridad. Ej. La
Floración
La fotomorfogénesis se define como el
crecimiento y desarrollo directamente
dependientes de la luz pero no
relacionados con la fotosíntesis
Los cambios morfogenéticos responden
tanto a las variaciones de la longitud de
onda como a la irradiancia total.
LA LUZ ACTUA COMO SEÑAL
En las plantas se han identificado varios
Fotorreceptores, los cuales de acuerdo con la
longitud de onda que los activa se clasifican
en:
-FITOCROMOS: luz roja entre 600 y 700 nm
-CRIPTOCROMOS: luz azul entre 400 y 500
nm y luz ultravioleta A entre 320 y 400 nm
-FOTORRECEPTORES DE ULTRAVIOLETA
B: entre 280 y 320 nm
LOS CAMBIOS DE LUZ SON PERCIBIDOS
PRINCIPALMENTE POR LAS HOJAS
• FITOCROMOS
• Las plantas contienen un pigmento
denominado Fitocromo que se encuentra
en
dos
formas
diferentes
e
interconvertibles:
• -Pr (la forma que absorbe luz roja, “red”) y
• Pfr (la forma que absorbe luz roja lejana,
“far red”).
• Reacciones de fotoconversión:
Cuando una molécula de Pr absorbe un fotón de
luz de una longitud de onda de 660 nm se
convierte en Pfr en cuestión de segundos; cuando
una molécula de Pfr absorbe un fotón de luz roja
lejana de una longitud de onda de 730 nm se
convierte rápidamente en la forma Pr en unos 20 a
30 milisegundos .
FITOCROMOS= CROMOPROTEINAS
Pr= Forma Inactiva
y Estable
PFr= Forma Activa
e inestable
EFECTOS FISIOLOGICOS:
A. De acuerdo con la cantidad de luz roja requerida para
su inducción (Fluencia= moles de cuantos de luz/m2):
- Respuestas de muy baja fluencia. No presentan
fotorreversibilidad R/RL
-Respuestas de baja fluencia. Presentan
fotorreversibilidad R/RL
-Respuestas de alta fluencia o irradiancia. No presentan
fotorreversibilidad R/RL
B. Efectos de acuerdo con el tiempo requerido
para la respuesta:
1. Lentos (síntesis de proteínas):
Germinación
Inducción Floral
Síntesis de pigmentos (clorofila, antocianinas)
Alargamiento celular
Síntesis de enzimas
2. Rápidos (actuan sobre la permeabilidad de las
membranas):
Movimiento de los folíolos
Movimiento de los cloroplastos
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g
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CRECIMIENTO REPRODUCTIVO
• Definición: procesos complejos que se
inician al inducirse la floración y que
conllevan a la formación de frutos y
semillas
Importancia
Perpetuación de las
especies
Variabilidad
Entrecruza genética
Adaptación
Fases del crecimiento reproductivo
I: Iniciación y Crecimiento del primordio
floral
II : Polinización y fertilización
III : Crecimiento y maduración del fruto y la
semilla
• Floración: inducción y formación de los
primordios florales
Condiciones para florecer
A.- Madurez (frecuentemente asociada a
cambios de características vegetativas)
Tamaño determinado (mínimo) de la
planta
Capacidad hormonal de ser inducida
Desarrollo del meristemo apical
B.- Factores ambientales
Fases de la floración
1.- Inducción: recepción del estimulo que inicia los
procesos. Eventos que le “indican a la planta” que debe
alterar su programa de desarrollo. Se forma el
mensajero quimico.
2.- Evocación: la planta está comprometida a florecer,
inicio de la floración en los meristemos. Eventos que
conducen a que los meristemos formen primordios
florales en vez de hojas.
3.- Iniciación: primera evidencia morfológica
4.- Desarrollo: formación de las partes florales
5.- Antesis: apertura de la flor completa
Factores
a. Endogenos (: en este caso la floración
ocurre debido a una regulación autónoma,
no por ninguna condición ambiental
particular)
Ritmos circadianos
Hormonas
Edad o tamaño
Factores
• Exogenos: en este caso la floración ocurre
debido a condiciones ambientales
particulares
• Luz (fotoperiodo)
• Temperatura (vernalización)
• Agua (hidroperiodo)
LUZ:
Fotoperiodismo: Habilidad para detectar y responder a la
longitud del día, lo cual hace posible que ocurran ciertos
eventos en una época del año
• Fotoperíodo critico: Cantidad máxima o
mínima de horas luz (u oscuridad)
requeridas para florecer en un ciclo diario
de 24 h. Varía ampliamente entre las
especies, puede ser modificado.
• Fotoperíodo inductivo: fotoperíodo que
aplicado una o más veces, induce la
floración
Clasificación de las plantas de acuerdo a la
respuesta de la floración al fotoperíodo
• PDC (SDP) : floración cuando la longitud
del día es menor que el fotoperiodo critico
(o la longitud de la noche excede).
Receptor: Fitocromo
• PDL (LDP):floración cuando la longitud del
día es mayor que el fotoperiodo critico (o
la longitud de la noche es menor)
Receptor: Fitocromo
Clasificación de las plantas de acuerdo a la
respuesta de la floración al fotoperíodo
• PDN:
Insensibles
Regulación autónoma
al
fotoperiodo.
• PDL-C: floración después
secuencia DL seguidos por DC
de
una
• PDC-L: floración después
secuencia Dc seguidos por DL
de
una
PDC PDL
F
NF
NF
F
NF
F
F
NF
F
NF
NF
F
Ejemplos de plantas con diferentes respuestas al
fotoperiodo para florecer
• Plantas de dias cortos PDC
•
•
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•
Allium cepa cebolla
Glycine max Soya
Gossypium hirsutum Algodón
Oryza sativa Arroz
• Plantas de dias largos PDL
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Avena sativa Avena
Beta vulgaris Remolacha
Hordeum vulgare cebada
Spinacea oleracea espinaca
• Plantas insensibles o neutras al fotoperiodo
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•
Cucumis sativus Pepino
Heliantus annus Girasol
Licopersicum esculentum Tomate
Phaseolus vulgaris Caraota
FOTOPERIODO
• Órgano receptor es la hoja
• Fitocromo es el receptor del estimulo
• Numero de ciclos inductivos varía con la
especie
• El periodo oscuro es el inductivo
FOTOPERIODO
(Eventos)
Recepción
del estimulo
Transporte del estimulo floral
por el floema
Cambios geneticos, bioquímicos,
fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Formación del fitocromo activo
(estado fotoestacionario)
Acción del ritmo
circadiano
Yema vegetativa
a yema floral
VERNALIZACION
• Mecanismo de floración promovido por las bajas
temperaturas
• Órgano receptor: yemas apicales
• Temperaturas optimas 0- 10 ºC. (Ojo: temp
menores a 4 ºC pueden producir daños).
• Tiempo: varias semanas para
respuesta. Depende de la especie
• Proceso irreversible
• Requiere de oxigeno y carbohidratos
• Puede ser sustituido por AG3
saturar
la
HIDROPERIODO
• Mecanismo de floración que responde a
alternancia hídrica (periodos de sequía y
lluvia)
• Cultivos: Café, mango, aguacate, cítricas
HIDROPERIODO
(Eventos)
Recepción
del estimulo
Formación y activación de un
mensajero que desencadena el
mecanismo hormonal (ABA???)
Traslocación del mensajero hasta la yema
vegetativa
Cambios genéticos, bioquímicos,
fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Yema vegetativa
a yema floral
Crecimiento vegetativo
Crecimiento Reproductivo
Madurez fisiológica para la floración
Percepción del estimulo ambiental
Alteración metabólica
Formación del estimulo floral interno
Translocación del estimulo floral hacia el
ápice vegetativo
Transformación del ápice vegetativo a floral
Inicio del primordio floral
Desarrollo de la yema floral
Desarrollo de partes florales
Desarrollo del saco embrionario, núcleos y
óvulos
Desarrollo del grano de polen
Antesis (apertura floral)
Polinización
Tubo polínico
Fertilización
Desarrollo de la Semilla y el fruto