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FOTOMORFOGENESIS
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Las plantas están expuestas a señales
del ambiente luminoso
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Composición espectral de la radiación solar
Azul Rojo Rojo lejano
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Las hojas absorben casi toda la luz roja y azul que les llega, pero reflejan y transmiten la mayor parte del rojo lejano
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Relación rojo / rojo lejano
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 2 3 4 Relación rojo / rojo lejano Índice de área foliar
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Relación rojo / rojo lejano
1.4 1.2 1.0 0.8 Relación rojo / rojo lejano 0.6 0.4 0.2 0.0 0.01 0.1 1 Índice de área foliar
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Oscuridad plena (1) a ciclos diarios de luz / oscuridad (2)
3 4 5 6 1 Emergencia del suelo: Oscuridad plena (1) a ciclos diarios de luz / oscuridad (2) Plantas vecinas: muy bajas relaciones rojo / rojo lejano y bajas irradiancias (3), bajas relaciones rojo / rojo lejano de la luz horizontal y altas irradiancias por arriba (4), o altas relaciones rojo / rojo lejano y altas irradiancias (5). Estaciones: Días largos (5) o días cortos (6).
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Las plantas responden a señales
del ambiente luminoso
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ALTO R/RL LUZ OSCURIDAD BAJO R/RL LUZ DIAS CORTOS ALTO R/RL DIAS LARGOS OSCURIDAD
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Bajas relaciones rojo / rojo lejano reducen el macollaje en pastos
Baja R/RL Bajas relaciones rojo / rojo lejano reducen el macollaje en pastos Alta R/RL Alta R/RL Baja R/RL
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Tratamientos con un pulso de Rojo lejano al final de cada día
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Las señales rojo / rojo lejano regulan la posición de las hojas
+ RL 10 30 40 50 20 % Hojas *** N O E S
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Las señales del ambiente luminoso pueden ser percibidas gracias a la acción de fotorreceptores
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Fotorreceptores Rango de acción Cromóforo Fitocromos Rojo, rojo lejano (azul) Tetrapirrol de cadena lineal Criptocromos Azul, UV-A Pterina y flavina Fototropinas Flavinas
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Pr Pfr Los fitocromos tienen dos formas, Pr y Pfr Rojo Síntesis
Rojo lejano Respuestas Reversión Destrucción
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Plantas de una misma especie tienen
distintos fitocromos porque la apoproteína es codificada por distintos genes Arabidopsis thaliana: phyA, phyB, phyC, phyD, phyE Arroz: phyA, phyB, phyC También las plantas tienen más de un criptocromo y fototropina
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Las plantas que carecen de los fotorreceptores más importantes muestran serias alteraciones del crecimiento y desarrollo phyA phyB cry1 cry2 Planta normal
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El pasaje de la oscuridad completa a la luz percibida por distintos fotorreceptores inicia la des-etiolación Luz rojo lejana Osc. Luz roja Luz azul Luz blanca WT WT WT WT phyA WT cry1 cry2 phyA phyB phyA phyB phyA cry1 cry2 phyA phyB cry1 cry2
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Transducción de las señales percibidas por
fotorreceptores
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Los fitocromos migran desde el citoplasma al núcleo en su forma Pfr
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COP1 es una E3 ligasa que mantiene reprimida la
fotomorfogénesis en oscuridad al causar la destrucción de factores de transcripción necesarios para la fotomorfogénesis
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COP1 cry phy TFs phy TFs SEÑAL RESPUESTAS ADN NUCLEO CITOPLASMA
REPRESION SEÑAL ACTIVACION
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Modos de respuesta de los fitocromos: Respuestas a bajos flujos
Respuestas a muy bajos flujos Respuestas a altas irradiancias
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Dependencia espectral: El rojo establece Pfr, el rojo
Fitocromo B Dependencia espectral: El rojo establece Pfr, el rojo lejano reduce los niveles de Pfr Dependencia del flujo: La luz intensa diluye el impacto de la reversión Respuesta Rojo Rojo lejano Tasa del flujo de fotones Respuestas R/RL reversibles o respuestas a bajos flujos
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Bajas relaciones rojo / rojo lejano inactivan al fitocromo B (phyB)
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La respuesta se satura con muy poco Pfr de phyA
Fitocromo A Respuesta Rojo Rojo lejano Tasa del flujo de fotones de un pulso de luz La respuesta se satura con muy poco Pfr de phyA Respuestas a muy bajos flujos
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La respuesta requiere irradiaciones prolongadas con rojo lejano
Fitocromo A Respuesta Tasa del flujo de fotones de rojo lejano continuo La respuesta requiere irradiaciones prolongadas con rojo lejano Respuestas a altas irradiancias
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Implicancias en cultivos y Aplicaciones biotecnológicas
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Luz con que se suplementa la radiación solar
Plantas de trigo cultivadas a baja densidad pero con señales de bajo rojo / rojo lejano Luz con que se suplementa la radiación solar
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PHY B Dara WT
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Las plantas con niveles supra-normales de phyB no cubren bien el suelo
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