Metafitas_Fitohormonas CRÉDITOS 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 ambiente Factores 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 juvenil El despertar de la semilla (I) Giberelinas estimulan síntesis de enzimas hidrolíticas de las moléculas del endospermo 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 M! para crecimiento radícula y coleoptilo precisa energía de ATP obtenida de glucolisis

El ácido giberélico GA3 es un derivado lipídico Las hormonas y la fase juvenil El 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

Efecto de las giberelinas sobre la elongación del tallo Las hormonas y la fase juvenil El 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

La molécula del ABA es parecida a la de las giberelinas Las hormonas y la fase juvenil El despertar de la semilla (III) Ácido abcísico (ABA) (p. 183) La molécula del ABA es parecida a la de las giberelinas 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)

Cuando cortamos la caliptra, la raíz no tiene geotropismo positivo Las hormonas y la fase juvenil Respuestas 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 juvenil Respuestas a estímulos de gravedad y luz Geotropismo (II): La orientación de la plántula en desarrollo El papel de las auxinas (I) Zona de acumulación de estatolitos y de auxinas Zona de elongación Geotropismo negativo y reorientación del tallo Efectos antagónicos de las auxinas en el brote y en la raíz Zona de acumulación de estatolitos y de auxina Se inhibe la elongación celular

Es un derivado del aminoácido triptófano Las hormonas y la fase juvenil Tropismos y orientación de la plántula en desarrollo Auxinas (II) (ácido Indolacético –IAA) (p. 183) Es un derivado del aminoácido triptófano 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.

En una escala relativa de concentraciones: Las hormonas y la fase juvenil La 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.

Raíces secundarias desarrolladas por baja concentración de auxina Las hormonas y la fase juvenil La formación de las ramas y de las raíces secundarias: Auxinas (III), citoquininas y etileno Auxina estimula producción de etileno, que favorece la dominancia apical Ramas laterales menores por menor concentración de citoquinina y mayor de auxina A menor concentración de auxinas, menor de etileno y disminución de la dominancia apical  incremento en desarrollo ramas Ramas laterales mayores por mayor concentración de citoquinina y menor de auxina Raíces secundarias desarrolladas por baja concentración de auxina Relación biomasa fotosintética / biomasa raíces aumenta a medida que la planta crece

Las citoquininas son derivados de purinas (adenina y guanina) Las hormonas y la fase juvenil La 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 ambiente La 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 ambiente La 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 ambiente La 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 ambiente La fase de madurez (III) La dormición o latencia en un ciclo anual Incremento en producción de ABA FITOCROMO Periodo de latencia Temperaturas bajas Yemas en dormición o reposo Escasez de agua Alargamiento de los días a partir del solsticio de invierno Acortamiento de los días a partir del solsticio de verano FITOCROMO Incremento en producción de giberelinas y citoquininas Yemas salen de la dormición

Las plantas y el medio ambiente Etileno H2C=CH2 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

Las plantas y el medio ambiente La fase de senescencia ABA 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 Hojas jóvenes: auxina, giberelinas y citoquininas inhiben abcisión

La acción equilibrada de las giberelinas, auxinas y citoquininas (que mantienen la planta en forma juvenil) con el etileno y el ABA (causantes de su senectud) coordina la maduración de los frutos y la caída de las hojas

Las plantas y el medio ambiente Aplicaciones 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