Regulación por luz del desarrollo vegetal

Variación de la calidad de luz durante el día

Variación de la proporción R:FR durante el día In 1913, Gottlieb Haberlandt discovered that a compound found in phloem had the ability to stimulate cell division (Haberlandt, 1913). In 1941, Johannes van Overbeek discovered that the milky endospserm from coconut also had this ability. He also showed that various other plant species had compounds which stimulated cell division (van Overbeek, 1941). In 1954, Jablonski and Skoog extended the work of Haberlandt showing that vascular tissues contained compounds which promote cell division (Jablonski and Skoog, 1954). The first cytokinin was isolated from herring sperm in 1955 by Miller and his associates (Miller et al., 1955). This compound was named kinetin because of its ability to promote cytokinesis. Hall and deRopp reported that kinetin could be formed from DNA degradation products in 1955 (Hall and deRopp, 1955). The first naturally occurring cytokinin was isolated from corn in 1961 by Miller (Miller, 1961). It was later called zeatin. # Stimulates cell division. # Stimulates morphogenesis (shoot initiation/bud formation) in tissue culture. # Stimulates the growth of lateral buds-release of apical dominance. # Stimulates leaf expansion resulting from cell enlargement. # May enhance stomatal opening in some species. # Promotes the conversion of etioplasts into chloroplasts via stimulation of chlorophyll synthesis.

Variación de cantidad de luz durante el día The light intensity in nature varies at least ten orders of magnitude

La luz como fuente de información en el desarrollo

¿Cómo ven las plantas la luz? Kami et al (2011) Curr Top Dev Biol. 91: 29-66 Criptocromos Fototropinas Fitocromos

Tipos de fotorreceptores y mecanismos de percepción Kami et al (2011) Curr Top Dev Biol. 91: 29-66

Programas de desarrollo regulados por la luz Germinación Fotomorfogénesis Crecimiento Fototropismo Huída de la sombra Kami et al (2011) Curr Top Dev Biol. 91: 29-66 Movimiento de cloroplastos Apertura de estomas Floración

Fotomorfogénesis Escotomorfogénesis Fotomorfogénesis Mantenimiento del gancho apical Expansión de los cotiledones Alargamiento del hipocotilo Inducción de la expresión génica Generación de nuevos órganos

Fotomorfogénesis: los tres primeros días son clave

Fotomorfogénesis: los tres primeros días son clave

Fotomorfogénesis: desarrollo de cloroplastos Etioplasto Cloroplasto

Rastreo de mutantes fotomorfogénicos HY1, HY2 HY3, HY4 HY5 Biosíntesis del cromóforo de PHY PHYB, CRY1 Factor de transcripción bZIP DET1 DET2 COP1 Regulador cromatina Síntesis de BRs E3 Ub-ligasa COP8-15 Signalosoma

Esquema simple de la señalización por luz Oscuridad Luz citoplasma citoplasma CRY1 núcleo COP1 SPA signalosoma COP1 HY5 HY5

Más elementos de señalización: PIFs

Colocalización de phyB y PIF3 en el núcleo Colocalization of phyB:YFP (Blue-Green) with PIF3:CFP (Red) in the Nucleus of Hypocotyl Cells in Transgenic Arabidopsis (Overlapping of the Two Colors Appears Yellow). Eckardt N A Plant Cell 2004;16:1355-1357

Los PIF promueven el desarrollo escotomorfogénico

Esquema simple de la señalización por luz Oscuridad Luz citoplasma citoplasma PIF Pr Pfr proteasoma CRY1 núcleo COP1 SPA signalosoma COP1 HY5 HY5

Un interruptor de luz roja para controlar la expresión génica Matías Zurbriggen

Un interruptor de luz roja para controlar la expresión génica Matías Zurbriggen

Fototropismo

Fototropismo Mutante phot1

Fototropismo - light absorption at tip produces signal sent downward into lower portions, causing unequal growth - signal is a chemical signal

Polarización de las auxinas

Polarización de las auxinas

Polarización del transporte de auxinas

Ausencia de polarización de PIN3 en phot1 Quantification of signal intensities in light-mediated PIN3-GFP polarization. (a-c,a1-c1) PIN3 polarization after unilateral light treatment was not observed in phot1 mutant. Arrows indicate light direction. Open arrowheads depict outer side of endodermic cells.

Implicación de PID en la polarización de PIN3

Implicación de PID en la polarización de PIN3

EXP8 EXP8

EXP8 H+ EXP8 EXP8 EXP8

Movimiento de cloroplastos Baja intensidad de luz Alta intensidad de luz Sección de una hoja de Arabidopsis