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Polinización
Polinización
Z Es el transporte de los granos de polen de la antera al
estigma de la flor o de otra flor de la misma especie.
Z Este proceso en frutales como el manzano y el duraznero es
realizado principalmente por insectos como la abeja
melífera, a diferencia del maíz y el nogal donde ocurre por el
viento.
Polinización
Polinización
Z El polen es el portador de los gametos masculinos y con el
transporte de éste por las abejas se logra, en primera
instancia, la polinización y después la fecundación.
Z La fecundación es la unión de los gametos masculinos del
polen con los femeninos de los óvulos para formar el
embrión.
Z La fecundación da como resultado la formación de las
semillas y éstas a su vez estimulan el desarrollo del fruto.
Z Una buena polinización que produzca un alto número de
frutos iniciales, es por lo tanto, la base para una alta
producción
Polinización
Polinización
Z Las plantas polinizadas por animales han desarrollado
adaptaciones que las hacen atractivas a sus polinizadores
Z Según el agente que transporte el polen de las anteras al
estigma, se pueden establecer conjuntos de características
de las plantas, los cuales reciben el nombre de síndromes
de polinización
Z Polinización abiótica
Z Mediada por agentes abióticos como viento (Anemofilia)
o agua (Hidrofilia).
Z Polinización biótica
Z Mediada por animales, entre ellas se encuentran la polinización por:
ZAves u ornitofilia
ZMurciélagos o quiropterofilia
Polinización biótica
Z Cuando el transporte de polen, y por ende, la fecundación,
ocurre entre flores del mismo individuo
Z Las flores con frecuencia son:
Polinización directa o Autogamia
Z En las flores monoclinas o perfectas es posible la
autofecundación
Z Ya sea por la acción de diversos dispositivos florales o por la
intervención de un polinizador
Polinización directa o Autogamia
Dicogamia
Z Cuando el transporte de polen ocurre entre flores de
individuos diferentes
Z Ventajas de la alogamia radican en la producción de nuevas
combinaciones genéticas en la población, que aseguran la
variabilidad de la especie y en consecuencia, la posibilidad
de sobrevivir a los cambios de medio ambiente.
Polinización cruzada o alogamia
Z con piezas florales reducidas
Z Menor cantidad de polen
Z Sin fragancia y sin néctar.
Z La de mayor importancia desde el punto agrícola la
polinización por insectos o entomofilia
Sapromiofilia = moscas carroñeras
Cantarofilia = coleópteros
Miofilia = dípteros
Melitofilia = abejas
Dicogamia
Z
Z
Z
Z
Z Los estambres y estigmas de una misma flor no alcanzan al
mismo tiempo la madurez para la polinización
Z Si los estambres maduran antes, las flores son
protándricas,
Z La protandria favorece la alogamia , y es el caso más
frecuente en especies con dicogamia intrafloral.
Z Cuando el gineceo madura antes que el androceo, las flores
son protoginas (especies de Leguminosas).
Z Es menos frecuente.
Z Puede ocurrir tanto en plantas con flores monoclinas
(intrafloral) como en plantas monoicas con flores diclinas
(interfloral). En Cucurbita maxima, con flores diclinas,
primero aparecen las flores masculinas y unas dos semanas
después, las flores femeninas.
Deshidratación e hidratación del polen
Deshidratación e hidratación del polen
Z La deshidratación del polen que ocurre justo antes de la
antesis
Z Induce a un estado de quiescencia metabólica, que le
confiere tolerancia a cualquier estrés medioambiental
presente durante la dispersión.
Z Cuando el polen es liberado desde la antera, es parcialmente
deshidratado, con un contenido de agua de 6 a 60%, según
sea la especie.
Deshidratación e hidratación del polen
Z
Z
Z
Viabilidad del polen
Z
Z A pesar de la desecación el polen puede permanecer viable
si los cambios estructurales durante la deshidratación
resultan ser reversibles al momento de la hidratación.
Z De este modo, las condiciones bajo las cuales la pérdida de
agua ocurre afecta significativamente su posterior
funcionalidad.
Viabilidad del polen
La hidratación del polen es controlada
Según estudios, el estigma tiene gran participación en ella
Cualquier exposición de un grano de polen seco a un medio
de agua no controlado, podría provocar un daño en la
imbibición, por el efecto sobre la restauración de los lípidos
de la membrana
el contenido de agua del polen es el mayor determinante de
su posterior calidad, pues afectará la integridad y estabilidad
de las membranas
Z Una vez depositado en el estigma, el polen debe de
germinar
Z Para lo cual debe tener una viabilidad adecuada
Z y formar el tubo polínico para llegar a fecundar a los óvulos.
Z La viabilidad del polen se traduce como el poder germinativo
que éste tenga
Z Es decir, el número de granos de polen que germinen de un
total dado
Z La viabilidad del polen está dada por varios factores como
son: la variedad, su estado de madurez, la forma de
recolección, almacenamiento y transporte, entre otros
Z Un polen viable puede no germinar en el estigma.
Z La germinación deficiente en el estigma se puede deber a
que éste no esté receptivo en ese momento
Z A causa de condiciones del medio ambiente, como altas Tº
y/o baja Hº, así como vientos fuertes, secos y fríos.
Viabilidad del polen
Viabilidad del polen
Z Otra causa para la baja germinación del polen es la
incompatibilidad de la o las variedades polinizadoras con la
variedad o variedades que van a polinizar.
Z En esta situación, el polen germina normalmente, pero el
tubo polínico puede detener su crecimiento a mitad de su
recorrido y no efectuar la fecundación
Viabilidad del polen
Z La velocidad de crecimiento de los tubos polínicos es de
gran importancia.
Z Los óvulos maduros tienen un período de vida limitado y la
fertilización que llevarán a cabo los gametos masculinos
tiene que producirse a lo largo de este período para
asegurar la fecundación
Germinación y crecimiento del tubo polínico
Z La causa más común para la baja germinación del polen es
cuando éste ha perdido calidad debido a que fue colectado,
almacenado y transportado de manera inadecuada (polen
comprado comercialmente)
Z O bien si el polen es viejo
Viabilidad del polen
Viabilidad del polen
Z Una de las maneras para saber si el polen que se va a
utilizar es adecuado para la polinización es la de someterlo a
una prueba de viabilidad o prueba de germinación.
Z Para esto se requiere tomar una muestra de polen y
someterlo a prueba en el laboratorio en condiciones de
temperatura y humedad controladas
Z Para que un polen se considere adecuado para una buena
polinización, debe tener un porcentaje de germinación
mínimo del 70%, incrementándose su calidad conforme se
acerque al 100% de germinación.
Z Se calcula restando del número de días de longevidad del
óvulo a los días que el tubo polínico necesita para alcanzar
el saco embrionario
Su valor es variable con las especies y variedades
Manzano la longevidad del óvulo es de 10-15 días
Cerezo es de 4-5 días
El tiempo de desarrollo de los tubos polínicos también varía
de 1-3 días hasta 5-7 días, según especies.
Período de polinización efectiva
Z Relación polen pistilo
compatible:
(a) germinación del polen
sobre el estigma y crecimiento
de los tubos polínicos en el
primer tercio del estilo,
(b) crecimiento de los tubos
polínicos en el segundo tercio
del estilo,
(c) crecimiento de los tubos
polínicos en el tercer tercio del
estilo y en el ovario,
(d) entrada del tubo polínico al
óvulo.
Germinación y crecimiento del tubo polínico
Fecundación
Z Una vez el grano de polen ha llegado al estigma de la flor
ésta produce sustancias que van a provocar la formación por
parte del grano de polen, el tubo polínico.
Z Éste penetra por el estilo y se dirige hacia el micropilo.
Fecundación
Z Un grano de polen que cayera el día 5 (> 4 días) sobre el estigma germinaría,
pero su tubo polínico alcanzaría al saco embrionario fuera de plazo (el día 10>9).
Período de polinización efectiva
Z La diferencia entre los días de longevidad
del óvulo (9) y el número de días que
tarda el tubo polínico en alcanzar el saco
embrionario (5 en nuestro ejemplo) es el período de polinización efectiva (4 días).
Z La receptividad del estigma también es
limitada, 7 días en este caso. Para que
se produzca la fecundación, el grano de
polen ha de depositarse sobre el estigma
dentro de esos 7 días y el tubo polínico
ha de alcanzar el óvulo antes del día 9
o el mismo día 9.
Z La longevidad del óvulo está limitada en
el tiempo, hasta el día 9 en este ejemplo.
Fecundación
Z Una vez que el tubo polínico ha contactado con uno de los
sacos embrionarios presentes en el ovario, ambos gametos
pasan a su interior.
Z Uno de ellos se fusiona con el óvulo y formará un núcleo 2n
que dará lugar al embrión
Z
Z
Z
Z
Z Por el interior del tubo polínico se traslada el núcleo
generativo que según va descendiendo al encuentro de la
oosfera se divide, por mitosis, en dos núcleos.
Z Se forman así los dos gametos masculinos
Z La autoincompatibilidad puede ser esporofítica o
gametofítica
Z La incompatibilidad esporofítica depende de la pared del
grano de polen, que es de origen esporofítico.
Incompatibilidad
Z Existen muchas especies con variedades que presentan
autoincompatibilidad, en las cuales el polen de la variedad
no logra la fecundación de su propio óvulo. Estos frutales
deben plantarse asociados con una o más variedades
polinizantes que florezcan coincidentemente y cuyo polen sea
compatible con la variedad principal. Ej.: almendro, cerezo,
manzano y peral.
Compatibilidad
Z El otro se une con los dos núcleos centrales del saco
embrionario formando un núcleo 3n que dará lugar al tejido
nutritivo de la semilla llamado: albumen o endosperma.
Z En el interior del saco embrionario se produce una doble
fecundación.
Fecundación
Z Para que el grano de polen pueda germinar, debe adherirse
al estigma, lo que ocurre solamente cuando hay
compatibilidad entre las proteínas de reconocimiento que se
encuentran en la esporodermis, y los receptores que existen
en el estigma.
Incompatibilidad
Z En muchas especies es obligada
Z Aún cuando sean hemafroditas, son autoincompatibles, es
decir que tienen barreras genéticas y fisiológicas que
impiden la germinación del propio polen o el desarrollo del
tubo polínico (manzano).
Incompatibilidad
Z Se habla de autocompatibilidad cuando el polen de una
variedad es capaz de fecundar sus propios óvulos. En este
caso, la variedad se planta en bloque y la polinización ocurre
en forma natural. Ej.: duraznero, damasco y vid.
Compatibilidad
Z La incompatibilidad gametofítica depende de la constitución
genética del gametofito masculino
Z El polen puede germinar, pero el crecimiento del tubo
polínico es detenido después de su penetración en el estilo.
Incompatibilidad
Z Apomixis: proceso por el cual se produce el desarrollo
asexuado de la semilla botánica, es decir se forma un
embrión sin que haya fecundación previa
Apomixis y partenocarpia
Semillas artificiales
Semillas artificiales
Z Partenocarpia: el fruto madura sin necesidad de poseer
semilla
Z Se puede considerar como semilla artificial tanto a la semilla
botánica cuyo embrión es obtenido in vitro, a partir del cultivo
de tejidos; como también a los brotes originados por cultivo
de meristemas, y que son utilizados en la propagación
comercial de plantas.
Z El objetivo es producir plantas genética y morfológicamente
tan similares como sea posible (clones)
Z Las semillas artificiales, logran incrementar las posibilidades
de éxito de cultivo de especies tropicales y ornamentales que
no producen semillas viables (potenciar la propagación
vegetativa), o de especies que producen semillas que no
pueden ser deshidratadas para su conservación
Z Por otro lado, la técnica que permite la obtención de
propágulos libre de virus por cultivo de meristemas, se
desarrolló sobre la base que la ausencia de un sistema
vascular diferenciado en los ápices; determina una muy baja
concentración de virus.
Embriones somáticos
Z
Z
Z
Z
La embriogénesis de los embriones somáticos comienza con una
organizada división celular y pasan a través de los mismos estados
morfológicos de desarrollo que el embrión cigótico: proembrión globular,
trapezoidal, embrión cordiforme y torpedo.
Una diferencia importante es que, mientras el embrión cigótico se nutre
del tejido materno; el somático recibe sus nutrientes directamente de un
medio de cultivo.
Por lo tanto, el embrión somático al carecer de endosperma, presenta
diferencias bioquímicas en relación con las sustancias de reserva que
acumula durante la etapa de maduración (expansión celular).
Por ejemplo, se acumulan menor cantidad de proteínas de reserva, pero
mayor cantidad de almidón. Además, las estructuras que rodean al
embrión cigótico le proveen de protección y controlan el intercambio
gaseoso; mientras que el somático debe ser encapsulado para facilitar su
manipulación y almacenamiento. Al mismo tiempo deben ser incorporados
nutrientes, reguladores de crecimiento y fungicidas.