FOTOMORFOGENESIS
Las plantas están expuestas a señales del ambiente luminoso
Composición espectral de la radiación solar www.arpansa.gov.au/is_sunys.htm Azul Rojo Rojo lejano
Las hojas absorben casi toda la luz roja y azul que les llega, pero reflejan y transmiten la mayor parte del rojo lejano www.spacetownusa.com
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
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
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).
Las plantas responden a señales del ambiente luminoso
ALTO R/RL LUZ OSCURIDAD BAJO R/RL LUZ DIAS CORTOS ALTO R/RL DIAS LARGOS OSCURIDAD
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
Tratamientos con un pulso de Rojo lejano al final de cada día
Las señales rojo / rojo lejano regulan la posición de las hojas + RL 10 30 40 50 20 % Hojas *** N O E S
Las señales del ambiente luminoso pueden ser percibidas gracias a la acción de fotorreceptores
Fotorreceptores Rango de acción Cromóforo Fitocromos Rojo, rojo lejano (azul) Tetrapirrol de cadena lineal Criptocromos Azul, UV-A Pterina y flavina Fototropinas Flavinas
Pr Pfr Los fitocromos tienen dos formas, Pr y Pfr Rojo Síntesis Rojo lejano Respuestas Reversión Destrucción
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
Las plantas que carecen de los fotorreceptores más importantes muestran serias alteraciones del crecimiento y desarrollo phyA phyB cry1 cry2 Planta normal
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
Transducción de las señales percibidas por fotorreceptores
Los fitocromos migran desde el citoplasma al núcleo en su forma Pfr
COP1 es una E3 ligasa que mantiene reprimida la fotomorfogénesis en oscuridad al causar la destrucción de factores de transcripción necesarios para la fotomorfogénesis
COP1 cry phy TFs phy TFs SEÑAL RESPUESTAS ADN NUCLEO CITOPLASMA REPRESION SEÑAL ACTIVACION
Modos de respuesta de los fitocromos: Respuestas a bajos flujos Respuestas a muy bajos flujos Respuestas a altas irradiancias
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
Bajas relaciones rojo / rojo lejano inactivan al fitocromo B (phyB)
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
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
Implicancias en cultivos y Aplicaciones biotecnológicas
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
PHY B Dara WT
Las plantas con niveles supra-normales de phyB no cubren bien el suelo