Reguladores del crecimiento

Reguladores del crecimiento[i]

 

 

Tabla de contenido

 

 

Contenido:

Hormonas vegetales. 2

Citoquininas. 4

Ácido Abscísico. 4

Giberelinas. 5

Etileno. 5

Efectos fisiológicos. 6

Epinastia. 7

Quiebre de la domencia en semillas y yemas. 7

Inducción de floración. 8

Aceleración de la senescencia y caída de hojas y de flores. 9

Antagonistas. 9

Usos comerciales y aplicaciones. 10

Cómo maduran las frutas. 11

Bibliografía. 13

 

 

Figura:

 

Imagen. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reguladores del crecimiento

 

Hormonas vegetales

1. Las hormonas vegetales son reguladores químicos que participan en el crecimiento, el desarrollo y la actividad metabólica de las plantas. La respuesta a un "mensaje" regulador depende de numerosos factores, como la estructura química de la hormona, la identidad del tejido específico sobre el que actúa, cuándo y cómo es recibida y su efecto conjunto con el de otras hormonas.

 

2. Las sustancias que intervienen en la regulación del crecimiento de las plantas actúan en forma conjunta, jerárquica y coordinada. La interacción entre la hormona y el receptor genera una cascada de eventos, como la activación o desactivación de proteínas de la membrana celular, el movimiento de calcio, cloro y potasio a través de proteínas transportadoras específicas y cambios en el potencial de membrana y el pH en el citoplasma y en el medio externo. Estos procesos conforman una red de mensajes secundarios que amplifican la señal recibida y provocan una respuesta específica. Los principales tipos de hormonas vegetales son las auxinas, las citocininas, el etileno, el ácido abscísico y las giberelinas. Los Efectos de las auxinas en las plantas o vegetales son los siguientes:

Tiene la función de Inhibir el crecimiento de las yemas laterales del tallo.

Es la que permite el desarrollo de raíces laterales.

Es la responsable de que se dé el crecimiento del fruto.

Produce el gravitropismo  que es el crecimiento en función de la fuerza de gravedad,  combinado  con los estatocitos (células especializadas en detectar la fuerza de gravedad, por contener amiloplastos).

Retrasa la caída de las hojas.

Puede actuar como herbicida.                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

 

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Citoquininas

Este tipo de hormona vegetal  son las que regulan el ciclo celular ya que estimulan la división celular.

 

 

Los Efectos de las citoquininas en las plantas o vegetales son los siguientes:

Cuando se combinan con las auxinas, regulan la morfogénesis  o formación de tejidos en cultivos de tejidos.

Retardan envejecimiento de las hojas (la senescencia) al retrasar la inactivación del ADN, permitiendo la síntesis de clorofila.

 

 

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Ácido Abscísico

Este acido se origina en hojas y frutos.  Tiene efectos que permite a cierto tipo de plantas restringir su crecimiento o su capacidad reproductora en épocas que no son favorables.

Provoca la latencia de yemas y semillas, en climas fríos.

No permite el crecimiento de los tallos.

Provoca la senescencia de las hojas.

Controla la apertura y cierre de los estomas, previniendo la pérdida de agua por transpiración.

 

 

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Giberelinas

Esta hormona vegetal se encuentra en todos los órganos, pero principalmente en las semillas inmaduras. La más conocida es el ácido giberélico.

Causan un incremento en el crecimiento del vástago.

Incitan la división celular y afectan a hojas y tallos.

Provocan la germinación de las semillas.

En plantas con morfología juvenil diferente de la adulta, modifican esta última y vuelve a la juvenil.

Provocan la floración en algunas plantas en roseta.

Incitan la germinación del polen y pueden producir frutos partenocárpicos. (www.enbiologger.com)

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Etileno

Etileno es la única hormona vegetal gaseosa, simple y pequeña, presente en angiospermas

y gimnospermas aunque también en bacterias y hongos además de musgos, hepáticas,

helechos y otros organismos. Siendo un gas puede moverse rápidamente por los tejidos, no

tanto por transporte sino por difusión. Su efecto además se inicia con cantidades mínimas,

las cuales ya provocan respuestas.

El hecho que la hormona etileno haya resultado ser un gas, es con respecto a la formulación

de las otras hormonas “no gaseosas” un hecho sorprendente, además dado que los

mínimos niveles que implican un efecto; son comúnmente menores a 1.0 ppm (1.0 ul.L-1).

Independientemente, algunos fenómenos afines al efecto de gases sobre plantas habían ido

aconteciendo por comienzos del Siglo XX. En parques residenciales de Europa, se observaba

la caída particular de las hojas de sólo algunos árboles dispuestos en algunos sitios de

parques próximos al iluminado y desde E.E.U.U., se hacía referencia también a la caída total

de hojas en cultivos de rosas en desarrollo bajo condiciones de invernadero. En ambos

casos estaba involucrado el combustible distribuido que emanaba de una tubería defectuosa

que contenía gas urbano para alumbrado de los faroles y calefacción de esa época. En

general, el etileno se encuentra como subproducto de la combustión de petroquímicos. Esto

condujo a reconocer experimentalmente, aún a comienzos de siglo que, varios gases como

el etileno, podían inducir varias respuestas en plantas, al poder afectar los patrones de crecimiento

y germinación, aunque este último, no como una hormona vegetal. Sin embargo a

partir de los 1980s se descifra totalmente su ciclo de síntesis, enzimas y diferentes factores

bióticos y abióticos que afectan dicho proceso y etileno es reconocido como otra hormona

vegetal. Se asume que estaría relacionado con la acción de auxina dado que en presencia

de ésta, etileno incrementa sus efectos más allá que el generado por la propia auxina, aun

que se admite que por su forma gaseosa, puede llegar a zonas adyacentes más rápidamente

donde la auxina no puede acceder.

 

 

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Efectos fisiológicos.

Expansión celular. Etileno regula la expansión celular en hojas y la expansión lateral en

plántulas en germinación con inhibición de la elongación del epicotilo y radícula, causando

también un incremento en la curvatura a nivel de la porción cotiledonar, lo que en conjunto

se conoce como el efecto de la “triple respuesta”. La expansión celular lateral se asume es

un efecto del etileno sobre alineamiento a nivel de microtúbulos lo cual afecta la deposición

de nuevas microfibrillas de celulosa durante el crecimiento. La expansión puede asociarse

de alguna manera a la formación de aerénquima en raíces y tallos de plantas de hábito

acuático (órganos sumergidos) como una respuesta adicional a la anoxia.

 

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Epinastia.

 Este efecto se observa en varias plantas herbáceas e implica un cambio de ángulo

de las ramas o brotes de manera que aparecen en una forma más horizontal, o aun

inclinadas hacia abajo. Como un ejemplo, en el caso del tomate, esta respuesta se debe a

un mayor crecimiento por elongación de la porción adaxial superior del pecíolo respecto a la

abaxial inferior. Ello se manifiesta muy significativamente bajo condiciones de anaerobiosis

o de inundación del suelo.

 

 

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Quiebre de la domencia en semillas y yemas.

 Se ha visto que etileno tiene efectos sobre la germinación en varias especies. Por ejemplo, al interrumpir la dormancia en maní,

o la dormancia impuesta por altas temperaturas (termodormancia) en semillas de lechuga o durante la germinación de trébol, se observa gran liberación de etileno. En el caso de tubérculos de papa o de otras especies, etileno es capaz de inducir la brotación de material en receso vegetativo.

 

 

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Inducción de floración.

Especialmente en Ananas (ananás o piña) se usa etileno a nivel comercial para inducir no sólo la floración sino también para sincronizarla, de manera que posteriormente el tamaño y grado de madurez de la fruta resulta más homogéneo, facilitándose

la cosecha que queda reducida a una sola recolección. En plantaciones de gran su

perficie, aplicaciones de etileno secuenciadas por sitio permiten la maduración y cosecha diferida de la fruta por sitios con mejor aprovechamiento de la mano de obra.

Maduración de frutos. Los efectos más conocidos del etileno son a nivel de la maduración de frutos. Con el avance de la madurez ocurre la transformación del almidón en azúcares, ablandamiento y degradación de paredes celulares junto a desarrollo de aromas, sabores y colores. En breve también se denota un aumento global de la respiración con alta producción de CO2. Aunque este efecto es inicialmente lento, la producción de etileno se retroalimenta”, es decir, los niveles endógenos auto-generan un mayor incremento de su síntesis rápidamente y en forma exponencial. El aumento explosivo del nivel de producción de etileno en algunas frutas se denomina climaterio. El fenómeno ocurre solamente en algunas especies; entre los frutos climatéricos se puede citar a banana, manzana, tomate, paltas, kiwi, melón, pera, higo, durazno, nectarín, mango, y otros; a diferencia de aquellos

que, como cítricos (naranja, limón), cerezas, frutillas y uvas, el nivel de etileno permanece estable (frutos no climatéricos). En estos el etileno no es requerido para la maduración de sus frutos; sin embargo aplicaciones a cítricos provocan un efecto de amarillamiento, con pérdida de clorofila en el flavedo, lo que da una apariencia de mayor madurez. Se ha determinado que en frutos climatéricos puede producirse un nivel de etileno superior a 300 nl/g/ h, al mismo tiempo que se desencadena una rápida liberación de CO2, previo al proceso siguiente, la senescencia, conducente a la degradación de los frutos (Giovannoni 2001).

 

 

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Aceleración de la senescencia y caída de hojas y de flores.                                                           

La aplicación de etileno oalternativamente una reducción de hormonas promotoras del crecimiento (auxinas, citocininas) a nivel de hojas provoca inicialmente clorosis y formación de un tejido de abscisión a nivel de la base del pecíolo de las hojas, bastando 1.0 mg/l de etileno para provocar la clorosis en hojas de rosas. La presencia de etileno provoca la activación de genes de síntesis de celulosa, que, junto a una mayor secreción y presencia de otras enzimas degenerativas de la pared, dan como resultado la abscisión y posterior defoliación. En flores con aplicaciones de etileno se observa un efecto similar. En general, existe un aumento de RNasas con cambios del perfil electroforético de proteínas de menor peso molecular. Otras respuestas del etileno están vinculadas a la promoción del enraizamiento en algunas especies, pero no se trata de un efecto generalizado.

 

                                                 

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Antagonistas.

Inhibidores de la síntesis de etileno son el AVG (aminoetoxivinilglicina) y el AOA (ácido

aminooxiacético) que bloquean la conversión de AdoMet a ACC, mientras que el ión Co+2 bloquea la ACC-oxidasa. Por otro lado, el ión plata (Ag+) inhibe fuertemente la acción de etileno, anulando sus efectos como se ha demostrado en la preservación de pétalos de varias especies florales. Otros ejemplos son compuestos volátiles que compiten por el sitio del receptor de etileno, anulando igualmente su acción en forma inespecífica y no bien determinada; altos niveles de CO2 bajo condiciones de almacenamiento parece igualmente reducir el nivel de etileno.

 

 

 

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Usos comerciales y aplicaciones

Maduración de frutos. Se ha visto la gran conveniencia de aplicar etileno a frutos de varias

especies para incrementar significativamente su tamaño; así pueden ser cosechados

antes y ser enviados a zonas de consumo con mejores precios de temporada. La posibilidad

de contar con etileno en formas solubles en agua (ác. 2-cloroetilfosfórico o Ethephon o Ethrel

®) facilita la dosificación y aplicación de este gas y por otro lado evita peligro por contaminación

a otros cultivos. A pesar de las ventajas anteriores, la alta productividad de algunos

cultivos implica sin embargo la necesidad de programar la recolección o cosecha en forma

simultánea (con igual demanda de mano de obra), generando una repentina sobreoferta

en el mercado con consiguiente baja de precios. Adicionalmente se deben considerar

pérdidas por partidas con sobre-madurez o conjuntamente por efectos de contaminación

microbiana. Cabe destacar aquí, que a través de la ingeniería genética se ha podido lograr

una detención parcial del efecto de madurez permitiendo mantener frutos sin madurar más

tiempo en el mercado, con reducción de costos de almacenamiento. Ejemplos destacados

son referidos a tomates que expresan genes antisentido de ACC-sintasa o de AAC-oxidasa,

de manera de minimizar o anular en lo posible la producción endógena de ambas enzimas

precursoras y de etileno (Oeller et al. 1991). Dichos tomates con ACC-oxidasa antisentido

crecen normalmente, acumulan licopeno pero muestran reducción notable en la producción

de etileno, frenándose su maduración a pesar de ser almacenados a temperaturas normales.

Ello implicó poder conservar los frutos en un grado de “madurez estable” por un tiempo

permitiendo ampliar el periodo de su comercialización. Al mismo tiempo, la mejor condición

de los tejidos retrasa o evita la contaminación con hongos y otorga un mayor aprovechamiento

en términos productivos. Además, con la aplicación de etileno en forma programada,

el sector productivo logró entregar al mercado volúmenes definidos de frutos almacenados

en frigoríficos, regulando así oferta y demanda, con mejores precios a nivel de productor/

consumidor. En forma parecida existen plantas de tomate que expresan poligalacturonasa

(PG)-antisentido (con reducida degradación de pared celular durante la maduración),

de características semejantes.

 

Regulación de floración. Los mecanismos conducentes al control de la floración y madurez

en frutas son sin duda los de mayor importancia en lo referido a aspectos productivos y

comerciales. Por un lado la sincronía en la inducción floral referida a piñas o a mango, ambos

cultivos de gran relevancia en zonas tropicales, y la inducción floral por etileno de varias

especies de Bromeliaceas como ornamentales, son labores culturales bien establecidas.

En algunos cultivos que presentan flores femeninas y masculinas, el etileno afecta la diferenciación

floral y gatilla la formación de flores femeninas. Con ello el número de plantas

productivas y el rendimiento por hectárea aumenta. Tradicionalmente este efecto es conocido

en algunas Cucurbitáceas.

 

Germinación. Al quebrar la dormancia, es posible inducir o promover la germinación de

semillas de algunas especies con etileno. (Jordan, 2006)

 

 

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Cómo maduran las frutas

 

Material necesario

 

2 Plátanos muy maduros

3 plátanos verdes

2 aguacates verdes

3 bolsas de papel marrón

Una grapadora

Un rotulador

 

Habrás oído alguna vez la expresión “una manzana podrida estropea las demás”. Puedes

decir también “un plátano maduro madura el racimo” o “un tomate rojo madura a los

verdes”. En este experimento, aprenderás cómo una fruta madura produce la

maduración de otras.

 

Procedimiento

1. Coloca el primer plátano verde al aire libre y mete el otro plátano verde en una

bolsa de papel y el tercer plátano verde en otra bolsa de papel junto a un plátano

muy maduro. Grapa las bolsas y pégales una etiqueta indicando el contenido.

2. Saca uno de los aguacates verdes al aire libre y el otro introdúcelo en una bolsa

junto al otro plátano muy maduro. Grapa la bolsa y etiquétala.

3. Deja las bolsas en reposo durante 5 días. Luego ábrelas y compara la

maduración de las frutas que contienen.

Resultado

El aguacate y el plátano verdes que habías dejado al aire libre muestran signos de

maduración muy leves, en forma de manchas marrones y blandas en su piel. El plátano

verde de la bolsa ha madurado algo más, pero no tanto como el que habías introducido

en la bolsa junto al otro plátano muy maduro. En este caso, descubrirás que ambos

plátanos se han vuelto casi negros.

Del mismo modo, el aguacate que habías guardado en la bolsa junto al plátano maduro

presenta signos de maduración muy acelerada si lo comparas con el aguacate que

dejaste al aire libre.

 

Explicación

La fruta al madurar “respira”, consume oxígeno y emite dióxido de carbono. El oxígeno

estimula el proceso de maduración. Pero, misteriosamente, la fruta al madurar también

emite un gas que acelera la maduración de otras frutas expuestas al mismo gas. Los

científicos llaman a este gas, etileno, la “hormona de la maduración”.

En tu experimento, la fruta situada en la misma bolsa de papel maduró rápidamente por

la abundancia de gas etileno. También había algo de oxígeno en esta bolsa que traspasó

el papel. El gas etileno es un estimulante para la maduración de muy diversos tipos de

frutos, tal y como has demostrado en tu experimento al combinar plátano y aguacate.

Aunque había menos oxígeno en la bolsa que contenía el plátano, finalmente comenzó a

respirar su propio etileno y maduró con mayor rapidez. Las frutas que quedaron

expuestas al aire libre tuvieron oxígeno suficiente para madurar, pero su hormona de la

maduración voló con las corrientes de aire.

 

¿Lo sabías?

En la industria de la alimentación a veces se utiliza etileno para acelerar la maduración

de la fruta en los invernaderos, como, por ejemplo, en el caso de los tomates “gaseados”

que compras en invierno. Sin embargo, los gases no permiten que el almidón de la fruta

o de la verdura se convierta en azúcar totalmente, de modo que los tomates gaseados

nunca tienen todo el sabor de los que han madurado por medios naturales. No puedes

adelantar a la Madre Naturaleza. (Nabarra.es, 2012)

 

 

                                              

 

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Bibliografía

 

Jordan, M. (2006). como maduran las frutas con etileno-web search results. Recuperado el 25 de septiembre de 2012, de http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Etileno,aba,jasmonico,brasino,.pdf

Nabarra.es. (2012). Plan de mejora de las competencias lectoras en la ESO. Recuperado el 25 de septiembre de 2012, de http://dpto.educacion.navarra.es/materialespiml/03ccnn_files/33_2C_03ComoMaduranLasFrutas+.pdf

www.enbiologger.com. (s.f.). las ciencias biologicas(enbiologger)que son las hormonas vegetales? Recuperado el 26 de septiembre de 2012, de http://enbiologger.blogspot.mx/2011/10/que-son-las-hormonas-vegetales.html

 

 

 

 

 

 

 

 

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[i] José Elías De la Trinidad Ortega, tercer periodo ,computación básica , elias_ortega@ymail.com.mx