Hormonas y maduración de frutos

(1)

(2)

• Hormonas vegetales o reguladores del

crecimiento vegetal.

Hormonas Vegetales

• Compuestos orgánicos producidos en bajas concentraciones. • Producidos en una parte de la planta (fuente) y transportado

a otra parte de la misma (destino). a otra parte de la misma (destino).

• Provoca respuestas estimulatorias o inhibitorias ligadas a procesos fisiológicos o de desarrollo.

(3)

• Principales tipos de hormonas vegetales

Hormonas Vegetales

• Etileno • Auxinas • Citoquininas • Citoquininas • Giberelinas • Ácido abscísico

(4)

Desarrollo Desarrollo

División celular aumento de tamaño celular

Citoquininas Auxinas-giberelinas

Inducción hormonal del desarrollo del fruto

•Incorporación de agua

(5)

üGas a temperaturas fisiológicas

üProducido por hongos, bacterias y plantas

Etileno

üProducido por hongos, bacterias y plantas

üProducido en todos los tejidos de las plantas

üTasa de producción depende del tejido y estado de desarrollo

(6)

Estimula la curvatura de las hojas (Epinastia)

Triple respuesta (disminución de la elongación del tallo , engrosamiento del tallo y estimulación del crecimiento horizontal) en coleoptiles etiolados.

Inducción de raíces adventicias Estimula la senescencia en hojas y flores

Efectos fisiológicos del etileno

Ruptura de la dormancia en semillas

Abscisión de hojas

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Frutos carnosos •Climatéricos •No climatéricos Manzana Palta Banana Mango Cereza

Frutos climatéricos y no climatéricos

•No climatéricos Mango

Durazno Ciruela Tomate Melón Higo Pera Cereza Cítricos Uva Ananá Frutilla Sandía

üSin incremento en la producción de etileno

üActividad respiratoria casi sin cambios

üEtileno exógeno no acelera la maduración

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(9)

Patrones de biosíntesis de etileno (McMurchie et al. 1972)

Sistema I Baja producción de etileno

autoinhibición no-climatéricos estado pre-climatérico

Etileno

Sistema II autoinhibición climatérico Tejidos vegetativos

(10)

Sistema 1 Sistema 2

Producción autocatalítica de etileno

transición

Sistema 1 Sistema 2

+

(11)

-Vía de señalización del etileno

Receptores Redundancia funcional CTR1 Raf kinasa Regulador positivo EIN 2 Factores de transcripción Reguladores negativos 2 subfamilias: I (ETR1,ERS1) y II (ETR2, EIN4, ERS2)

Algunos inducidos por etileno: sistema autocatalítico.

Regulador negativo Complejo proteico con

receptores (menor afinidad con subfamilia II)

Regulador positivo

Localizado en membranaEIN3/EIL ERF1

(12)

Control AS ACC sintasa

Reducción de la producción de etileno en tomates

transgénicos

(13)

NR nor rin

(14)

Efecto del 1-MCP en la maduración de palta

F ru it f ir m n e s s ( N ) 50 100 150 200 250 300 Control 1-MCP & C₂H₄ 1-MCP E th y le n e ( µ L k g -1 h -1 ) 100 150 200 250 300 350 C o n tro l 1-M C P & C₂H₄ 1-M C P

Storage period (days)

0 5 10 15 20 25 30 F ru it f ir m n e s s ( N ) 0 50

S torage perio d (days)

0 5 10 15 20 25 30 E th y le n e ( µ L k g 0 50

(15)

Receptores de etileno en frutillas

Cítricos inmaduros

+ etileno

Etileno en frutos no climatéricos

+ etileno

Cítricos maduros (deverdizado)

(16)

- Tratamiento con etileno (etefón):

Efecto del etileno en frutilla

(17)

Tratamiento de frutillas con 1-MCP

Inhibición de la percepción de las pequeñas cantidades de etileno endógeno suficiente para regular negativamente la expresión PG e inhibir la actividad poligalacturonasa total.

(18)

Auxinas

•

Se producen en meristemas apicales (tallo y raíz), embriones en crecimientos y hojas jóvenes.

Principales efectos

• Estimula la elongación celular

• Promueve la dominancia apical (inhibición del crecimiento • Promueve la dominancia apical (inhibición del crecimiento

de yemas axilares)

• Promueve el crecimiento de raíces adventicias

• Promueve o inhibe la abscisión de hojas, flores y frutos, dependiendo de la concentración

• Controla la expresión de numerosos genes

(19)

Respiración Producción de etileno

Aplicación poscosecha de auxinas en tomates

(20)

Antocianinas E n z y m a ti c a c ti v it y ( U n it s /g f ru it ) 0.06 0.07 a n th o c y a n in c o n te n t (n m o l / g f ru it ) 0 40 80 120 160 200 Receptáculo expandido

Las auxinas regulan la maduración de un fruto

no-climatérico como la frutilla

FaXyl Actividad xilosidasa

W -NAA +NAA + Ach - Ach W + 3 d 20°C E n z y m a ti c a c ti v it y ( U n it s /g f ru it ) 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Aquenios

(21)

- Deaquenación: (A) C o n te n id o d e a n to ci a n in a s (µ m o l K g -1) 40 60 80 100 * 48 hs 22 °C

Efecto de auxinas en frutilla

CONTROL DEAQ. PGs ARNr (B) C o n te n id o d e a n to ci a n in a s ( 0 20

Eliminación de fuente endógena de auxinas leve efecto positivo en la acumulación de antocianinas y expresión de PG.

(22)

IAA IAA

ABA ABA

14

Regulación hormonal en frutilla

ABA ABA

Días después de la antesis

(23)

Giberelinas

•

Se producen en meristemas apicales (tallo y raíz), embriones, hojas jóvenes, frutos y tubérculos.

• Estimula la elongación celular

• Promueve la división celular en el tejido vascular (cambium) • Promueve la división celular en el tejido vascular (cambium) • Promueve la germinación de semillas (estimula degradación

de almidón)

• Controla la expresión de numerosos genes • Retrasa la maduración de frutos

(24)

Aplicaciones de Giberelinas

Control GA3

A partir de un fenotipo enano por deficiencia de Giberelinas,

reestablece el crecimiento

Control GA3

La aplicación de GA3 favorece la elongación de los internodos y el crecimiento de uvas

(25)

Tomate Antocianinas

Clorofila a Controles

Tratadas

Frutilla

Influencia de giberelinas sobre el color del fruto

(26)

Efecto de NAA y GA3 sobre la expresión de PG en frutilla

Resultados de acuerdo con el papel propuesto para las auxinas como hormonas claves que regulan la maduración de frutilla ejerciendo un efecto inhibitorio.

(27)

Ácido abscísico (ABA)

•

Se produce en todos los órganos (p.ej. raíces, hojas, tallos, frutos).

• Mantiene la dormancia en semillas y yemas • Mantiene la dormancia en semillas y yemas

• Contrarresta el efecto de auxinas y giberelinas • Provoca el cierre estomático

• Controla la expresión de numerosos genes • Estimula la maduración de frutos (?)

(28)

Ácido abscísico (ABA)

(29)

Evolución del contenido de ABA en cerezas

(30)

Citoquininas

•

Se producen en embriones, meristema apical de raíz, hojas jóvenes y frutos. Desde la raíz, se movilizan por el xilema hacia otros tejidos.

• Promueve la división celular

• Contribuye al crecimiento celular en hojas

• Estimula, junto con auxinas, la diferenciación celular y la germinación

• Retrasa la senescencia y abscisión de hojas y preserva el contenido de clorofilas

(31)

Otros reguladores del crecimiento vegetal

•• Brasinoesteroides

• Ácido Salicílico • Metil-jazmonato

Efecto del MJ en discos de manzana

control control tratados