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REGULADORES
VEGETALES
CITOCININAS
FISIOLOGIA VEGETAL – FCA UNER
DESCUBRIMIENTO
Se lo aisló de ADN de esperma de
Arenque. Se lo denominó Quinetina (6furfurilaminopurina)
Su nombre deriva de su participación
activa en el proceso de citocinesis (%
celular).
La cinetina natural que primero se aisló fue
la ZEATINA en ápices de raíces de maíz
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Estructura de la molécula de Zeatina
I. Zeatina
II. Dihidrozeatina
III. Dimetil adenina
IV. Metil zeatina
Sintéticas:
V. Quinetina
VI. Benzil adenina
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Comparación de
actividades de la
zeatina (natural)
con una cinetina
sintética en la
estimulación de la
formación de callos
en tejidos de tabaco.
Fuente: Taiz - Zeiger 1998
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LAS CITOCININAS
- Son sintetizadas en los apices
radicales en activo en crecimiento, se
trasladan via xilema al resto de la
planta en donde ejercen su acción.
PRINCIPALES ACCIONES
- DIVISION CELULAR (citocinesis,
inducción y promoción, interactua con AIA
- ALARGAMIENTO CELULAR
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PRINCIPALES ACCIONES
Diferenciación - interacción auxina /cinetina
Fuente: Taiz - Zeiger 1998
- FORMACIÓN DE ORGANOS (Interactua con
AIA)
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PRINCIPALES ACCIONES
- CONTRARESTA EL LETARGO DE YEMAS
- PROMUEVE LA GERMINACION DE
ALGUNAS SEMILLAS FOTOBLÁSTICAS
- RETARDA LA
SENESCENCIA
DE HOJAS A LA
OSCURIDAD
Fuente: Barcelo Col et al. 1980
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PRINCIPALES ACCIONES
- PREVIENE LA SENESCENCIA
(movilización de
nutrientes y mRNA)
Fuente: Barcelo
Col et al. 1980
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FIN
Oncidium gardneri
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REGULADORES
VEGETALES
GIBERELINAS
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DESCUBRIMIENTO
Japón 1926: se descubre a partir de un
estudio de una enfermedad del arroz;
Bakanae, causada por Gibberella fujikuroi.
Kurosawa: afirma que los síntomas de esa
enfermedad era causada por una sustancia
excretada por un hongo.
Luego se logra aislar la sustancia, a partir
Del filtrado en que crecía el hongo.
Se denomina a esa sustancia: Giberelina A
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Años 50: Investigadores Americanos e
Ingleses identifican una sustancia, a la que
llaman Giberelina X y Ácido Giberélico.
El Ácido Giberélico y la Giberelina X difería
de la Giberelina A identificada por los
Japoneses, porque resultó ser una mezcla
de al menos 3 compuestos.
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Posteriormente se aislaron más sustancias
De estructura y propiedades parecidas,
hasta llegar a más de 70 Giberelinas.
Actualmente: se han aislado e identificado
90 Giberelinas de plantas superiores,
Hongos y bacterias.
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ESTRUCTURA MOLECULAR
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BIOQUIMICA DE LAS GIBERELINAS
- Son sintetizadas en
- Ápices de tallos y raíces
- Hojas en expansión
- Frutos y semillas en desarrollo
- Se producen cuando se necesitan. Por
ejemplo en semillas germinando se da
un aumento brusco de Giberelina cuando
hay aumento de tamaño
- Concentración: 10 µg GA/g pf (variable)
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SINTESIS DE GIBERELINAS
Se realiza a través del PRECURSOR
Inicial que es el Ácido Mevalónico.
4 Unidades del ácido forman al GGPP
(geranil geranil pirofosfato)
El GGPP luego forma ent-kaureno que
es oxidado a Ác. 7OH ent-kaurenoico,
por monoxigenasas.
Se contrae el anillo B y el C7 sufre una
extrusión y forma GA12- aldehído
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Las Giberelinas son diterpenoides derivados
del hidrocarburo ent-kaureno.
La mitad de las AGs conocidas poseen
20 átomos de C que provienen del
precursor.
El resto de las AGs han perdido el
C20 durante la biosíntesis, por lo
que tienen 19 átomos de C, y son
las que registran mayor actividad.
Ningún derivado de síntesis presenta
mayor actividad que las AGs naturales.
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Estructura fundamental
del precursor de la Ags
enk-kaureno
Tipo II - 20 átomos de C
Tipo III - 19 átomos de C
Tipos de
AGs
GENEROS CON AGS
GA1
G. fujikuroi
- Phaseolus
vulgaris
- Cucumis
melo
GA17
- P. coccineus
- Pinus nil
GA3
G. fujikuroi
- Pharbitis nil
- Pinus attenuata
- Cucumis melo
GA7
G. fujikuroi
- Pirus malus
- P. attenuata
GA38
- P. vulgaris
- Pisum sativum
GA43
- E. macrocarpa
- Cucurbita máxima
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VALORACIÓN DE AGs
1- Crecimiento del entrenudo de Poroto
2- Crecimiento de la vaina de la hoja de
maíz enano
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3- Crecimiento de la base de la hoja de
avena
4- Crecimiento del hipocótilo de lechuga
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5- Endosperma de cebada
6- Senescencia de hojas
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En los ensayos biológicos para
estudiar La actividad giberelina se
debe tener en cuenta que no se
pueden medir cantidades absolutas
de AGs en las mezclas de
composiciones desconocidas,
ya que la relación Dosis-Respuesta
es diferente para cada giberelina.
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Índice
De
respuesta
Log10 de la intensidad de crecimiento (mm/7 días)
de plantas no tratadas
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Azúcares
reductores
liberados
(mg/100mg)
GA3 (ppm)
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Proteasa
(unidades/
10 capas
alurona)
Amilasa
(unidades/
10 capas
alurona)
Log [GA3]
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Expresión génica 20-0xidasa
en plantas transgénicas de
Linea transformada
tabaco
Movilización de reservas
en semillas de cereales
con expresión completa
Control
Línea
Transformada
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Respuestas celulares inducidas por las AGs
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Respuesta en meristemas subapicales del tallo
de Silene armeria al agregado de AGs
Día Corto
Día Largo
Día Corto + AG3
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COMPARACION DE EFECTOS
FISIOLOGICOS CAUSADOS POR
AUXINAS Y GA3
FENOMENO
AUXINA GA3
Traslado polar
Estimula rizogénesis
Inhibe alargamiento radical
Retarda absición de hojas,
Flores y frutos
Inhibe crecimiento de yemas
axilares
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
SI
NO
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FENOMENO
AUXINA GA3
Estimula formación de callos SI
Estimula respuestas trópicas SI
Estimula el crecimiento de pl. NO
intactas, de tipo enano y en
hojas de monocotiledóneas
NO
Estimula la germinación de
semillas y ruptura de la
dormición
NO
Estimula entallamiento y la
Floración de pl. bienales
NO
NO
SI
SI
SI
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FENOMENO
AUXINA GA3
Acelera la vernalización
Estimula la división celular
Estimula el alargamiento
celular
Estimula la partenocarpia
NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
Estimula la diferenciación
cambial
SI
NO
Estimula crecimiento de
estolones
NO
SI
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FENOMENO
AUXINA GA3
Retrasa la floración de ciertos NO
frutales y de la vid
SI
Revierte los efectos
enanizantes de los
retardantes
NO
SI
Estimula la síntesis de
enzimas hidrolíticas en la
capa aleuronífera de los
cariopses de la cebada
NO
SI
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Usos agronómicos
Heterotislia para facilitar cruzamientos
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Usos agronómicos
Crecimiento de frutos y flores (mayor tamaño)
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Usos agronómicos
Producción de semillas en plantas bianuales
En cultivos de uva para aumentar el tamaño
de la fruta y particularmente la longitud del
escobajo, para mantener el racimo más aireado
y evitar las enfermedades fúngicas.
Movilización de reservas en semillas de cereales
y ruptura de dormición en semillas de varias
especies
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FIN
Cattleya Potinara Kat E-Sum "Taiyoung #3"
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REGULADORES
VEGETALES
ETILENO
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DESCUBRIMIENTO
Antiguamente los Chinos conocían los
efectos de gases producto de
combustión como aceleradores en la
maduración de frutos
Neljubow (1901): Identificó la triple
respuesta de las leguminosas ante la
acción de etileno (inhibición de
elongación, engrosamiento y
predisposición al diageotropismo en
tallos)
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DESCUBRIMIENTO
Década del ‘60: se conoce
sustancialmente al etileno como hormona,
a partir del uso de cromatografía
El etileno es un gas, producido por todo
tipo de organismos, desde bacterias hasta
plantas superiores
Se la conoce también como hormona de
la maduración -->Aplicación comercial
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ORGANOS PRODUCTORES
• En órganos senescentes
• En frutos en maduración (frutos
climatéricos)
• En tejidos en división o expansión
Concentración aproximada: 50-100 :l g-1 h-1
Elevan la producción de etileno:
- Las hojas durante el período de expansión
- La senescencia de pétalos
- Las raíces producen etileno en menor cantidad:
0,1-0,3 :l g-1 h-1
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ESTRUCTURA MOLECULAR
Modo de acción:
induce síntesis de
novo mRNA y proteína.
Se han aislado
receptores (tomate
y tabaco), una
Proteína unida a la
m. Plasmática
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BIOQUIMICA DEL ETILENO
Son sintetizadas a partir de la metionina,
a través de:
s-adenosilmetionina (SAM)
Ac. amino-ciclopropanocarboxílico (ACC)
La síntesis incluye efectores e
inhibidores, tanto de ACC sintetasa, como
del llamado complejo enzimático
formador de etileno (EFE)
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SINTESIS DEL ETILENO
Se realiza en la superficie de la
membrana plasmática
Enzimas intervinientes:
- metionina adenosil transferasa
- ACC sintasa
- complejo enzimático formador de
etileno (EFE)
- N-malonil transferasa
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SINTESIS DEL ETILENO
Enzimas
(1) Metionina adenosil transferasa
(2) ACC - Sintasa
(3) Enzima formador de Etileno
(4) N-malonil transferasa
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ACCION DEL ETILENO
El etileno activa:
- División celular
- Expansión celular
- Transporte de AIA
En algunas especies (ej.
Poroto) el crecimiento del
hipocotilo libera etileno, su
síntesis está regulada por
las Auxinas -->metionina ->Etileno
Pl. terrestres: AIA induce alargamiento celular. El
etileno NO
Pl. acuáticas y arroz: Responden al AIA y al Etileno
Células en absición y frutos en desarrollo:
responden al Etileno y no al AIA
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ACCION DEL ETILENO
Producción de
Etileno
en flores de Ipomea
a lo largo de su
desarrollo
Tiempo
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ACCION DEL ETILENO
RELACION ENTRE PRODUCCIÓN DE ETILENO Y DESARROLLO
DEL FRUTO (a) Climatérico y (b) no Climatérico
Días después de la antesis
Semanas después de la antesis
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ACCION DEL ETILENO
PRODUCCIÓN DE ETILENO EN FRUTOS
Climatéricos y no Climatéricos
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Regulación
por etileno
de la
maduración
de frutos
climátericos
•Actúa en la
maduración de frutos,
en la inducción de la
abscisión, a través de
la estimulación de
síntesis de enzimas
tipo hidrolíticas que
actúan en la laminilla
media y las paredes
celulares.
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ACCION DEL ETILENO
ANTAGONISTAS DEL ETILENO
CO2 - Alarga la conservación de frutos
Ag+ - Alarga la vida de las flores
cortadas
Cis-buteno - Compuesto competitivo
por los puntos activos del receptor
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FIN
Brassia verrucosa (“araña”)
REGULADORES
VEGETALES
ABA - Ac. Absícico
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DESCUBRIMIENTO
Se identificó y caracterizó químicamente
por primera vez en 1963 por Adicto y cols.
Aislaron dos compuestos responsables de
la abscisión de frutos jóvenes del algodón,
que denominaron “abscisión I” y “abscisión
II” siendo éste más activo. También se
aislaron los compuestos “dormín” que
causaba dormición en plantas leñosas y
“lupine” responsable de la abscisión en
flores de Lupinus luteus el cual resultó ser
igual a “abscisión II”. En 1967 se acordó en
llamarlo ácido abscísico.
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Estructura de la molécula de ABA
Fuente: Taiz y Seiger, 1998
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Síntesis natural Factores ambientales
En las plantas la biosíntesis del ABA tiene lugar como
consecuencia de la ruptura de una xantofila. Los
precursores son Violonxantina y Luteína que mediante
oxidación formarían un epóxido hasta llegar al ABA
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ABA
- La biosíntesis se realiza en frutos,
semillas, raíces, hojas y tallos, con lo que
su síntesis está ampliamente distribuída.
Transporte
Se hace vía xilema y floema, es más
rápido que el AIA
El ABA es un regulador esencial del
desarrollo, que en un principio se relacionó
con procesos de latencia y abscisión. La
cantidad de ABA en las hojas aumenta al
acercarse el otoño y acortarse los días.
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PRINCIPALES ACCIONES
El ABA inhibe el desarrollo vegetativo. Retarda
o inhibe el crecimiento: La aplicación frecuente
en altas dosis sobre plantas de días cortos
aumenta la floración, en plantas de días largos
no tiene ningún efecto.
La abscisión puede estar mediatizada por el ABA
Acelera la senescencia en hojas. Provoca la
absición de hojas, flores y frutos.
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PRINCIPALES ACCIONES
El ABA controla el
desarrollo embrionario
en las semillas.
Causa la dormición de
las semillas inhibiendo
la germinación.
Fuente: Azcon Bieto y Talón, 2003
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PRINCIPALES ACCIONES
El ABA aumenta por el estrés hídrico e induce el cierre
de los estomas
Estimula la entrada de K+ a la raíz y la absorción de agua
El ABA
puede ser un
mecanismo
de defensa
frente a otros
estreses
Fuente: Barcelo Col, et al. 1980
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PRINCIPALES ACCIONES
Cambios en el potencial agua,
la resistencia estomática (1/g) y
la concentración de ABA en maíz
como respuesta al estrés hídrico
Fuente: Taiz y Zeiger, 1998
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PRINCIPALES ACCIONES
El pH de los distintos compartimientos extracelulares puede controlar la
distribución de ABA. Por ejemplo en el mecanismo de cierre de los estomas
Fuente: Taiz y Zeiger, 1998
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AIA
AG3
ABA
CIN
AG3
I
P
V
O
Meses Hemisferio Norte
Fuente: Barcelo Col, et al. 1980
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FIN
Bulbophyllum rostchildianum