crecimiento vegetativo y reproductivo universidad centroccidental lisandro alvarado decanato de...
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CRECIMIENTO VEGETATIVO Y REPRODUCTIVO
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTALLISANDRO ALVARADO
DECANATO DE AGRONOMIADEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLOGICAS
FISIOLOGIA CEGETAL
• CONCEPTOS INICIALES
• Crecimiento : es el aumento irreversible de tamaño (volumen).
• Desarrollo : conjunto de procesos que determinan el cambio de formas y función en un ser vivo. Implica diferenciación, y crecimiento.
• Diferenciación: proceso de especialización celular dado por la expresión de determinados genes.
• Concepto de TOTIPOTENCIA CELULAR
CICLO DE VIDA DE UNA ANGIOSPERMA
ONTOGENIA VEGETAL= IMPLICA EL COMPLETO DESARROLLO DE UN INDIVIDUO : desde el embrión hasta la senescencia
Germinación
ETAPAS DURANTE LA ONTOGENIA
- EMBRIOGÉNESIS-FORMACIÓN DE SEMILLAS-GERMINACIÓN DE SEMILLAS-CRECIMIENTO VEGETATIVO- CRECIMIENTO REPRODUCTIVO-SENESCENCIA -MUERTE DE LA PLANTA
LAS FITOHORMONAS PRINCIPALES REGULADORES DEL CAMBIO DE ETAPAS DURANTE LA ONTOGENIA VEGETAL
Embriogénesis
CRECIMIENTO VEGETATIVO
LAS PLANTAS CRECEN DE FORMA INDETERMINADA DEBIDO A LA CONSTANTE DIVISION CELULAR QUE
OCURRE EN LOS MERISTEMAS
FASES DEL CRECIMIENTO VEGETATIVO
-Juvenil: ausencia de crecimiento reproductivo
-Adulto: en condiciones inductivas es capaz de florecer
Importancia:Distribuir de forma eficaz la energía durante el desarrollo de la planta, hacerla competitiva, acumular reservas para su utilización durante la fase reproductiva.
FACTORES AMBIENTALES DETERMINANTES DEL CRECIMIENTO QUE PERMITEN LA ADECUADA EXPRESION
DEL GENOMA, EL DESARROLLO POTENCIAL DE LA PLANTA:
- LUZ (calidad e intensidad)- DISPONIBILIDAD DE AGUA
- DISPONIBILIDAD DE MINERALES- TEMPERATURA
LOS CUALES DETERMINAN:
TASA DE FOTOSINTESISTASA DE RESPIRACION
(ACUMULACION DE MATERIA Y ENERGIA)
-LUZ
Primero, los mecanismos de fototropismo y movimientos násticos
que responden fundamentalmente a la luz azul.
-Segundo, el fotoperiodismo, es decir, la respuesta a las variaciones
estacionales de la longitud del día. El fotoperiodismo es
consecuencia de la absorción de luz por un pigmento ubicuo en las
plantas, el fitocromo, que absorbe fundamentalmente luz roja y roja
lejana.
-Finalmente, la fotomorfogénesis, es decir, el crecimiento y
desarrollo de las plantas directamente controlado por la luz, que por
un lado responde a la absorción de luz azul de alta intensidad y por
otro también a la actividad del fitocromo.
Las plantas controlan el fotoperíodo midiendo las horas de oscuridad. Ej. La
Floración
La fotomorfogénesis se define como el crecimiento y desarrollo directamente
dependientes de la luz pero no relacionados con la fotosíntesis
Los cambios morfogenéticos responden tanto a las variaciones de la longitud de
onda como a la irradiancia total.
LA LUZ ACTUA COMO SEÑAL
En las plantas se han identificado varios Fotorreceptores, los cuales de acuerdo con la longitud de onda que los activa se clasifican en:
-FITOCROMOS: luz roja entre 600 y 700 nm
-CRIPTOCROMOS: luz azul entre 400 y 500 nm y luz ultravioleta A entre 320 y 400 nm
-FOTORRECEPTORES DE ULTRAVIOLETA B: entre 280 y 320 nm
LOS CAMBIOS DE LUZ SON PERCIBIDOS PRINCIPALMENTE POR LAS HOJAS
• FITOCROMOS • Las plantas contienen un pigmento
denominado Fitocromo que se encuentra en dos formas diferentes e interconvertibles:
• -Pr (la forma que absorbe luz roja, “red”) y
• Pfr (la forma que absorbe luz roja lejana, “far red”).
• Reacciones de fotoconversión: Cuando una molécula de Pr absorbe un fotón de luz de una longitud de onda de 660 nm se convierte en Pfr en cuestión de segundos; cuando una molécula de Pfr absorbe un fotón de luz roja lejana de una longitud de onda de 730 nm se convierte rápidamente en la forma Pr en unos 20 a 30 milisegundos .
FITOCROMOS= CROMOPROTEINASFITOCROMOS= CROMOPROTEINAS
Pr= Forma Inactiva
y Estable
PFr= Forma Activa
e inestable
EFECTOS FISIOLOGICOS:
A.De acuerdo con la cantidad de luz roja requerida para su inducción (Fluencia= moles de cuantos de luz/m2):
- Respuestas de muy baja fluencia. No presentan fotorreversibilidad R/RL
-Respuestas de baja fluencia. Presentan fotorreversibilidad R/RL
-Respuestas de alta fluencia o irradiancia. No presentan fotorreversibilidad R/RL
B. Efectos de acuerdo con el tiempo requerido para la respuesta:
1. Lentos (síntesis de proteínas): GerminaciónInducción FloralSíntesis de pigmentos (clorofila, antocianinas)Alargamiento celularSíntesis de enzimas
2. Rápidos (actuan sobre la permeabilidad de las membranas):
Movimiento de los folíolosMovimiento de los cloroplastos
Longitud del
vastago
CRECIMIENTO REPRODUCTIVO• Definición: procesos complejos que se
inician al inducirse la floración y que conllevan a la formación de frutos y semillas
Importancia
Perpetuación de las especies
Entrecruza genética
Variabilidad Adaptación
Fases del crecimiento reproductivo
I: Iniciación y Crecimiento del primordio floral
II : Polinización y fertilización
III : Crecimiento y maduración del fruto y la semilla
• Floración: inducción y formación de los primordios florales
Condiciones para florecer
A.- Madurez (frecuentemente asociada a cambios de características vegetativas)
Tamaño determinado (mínimo) de la planta
Capacidad hormonal de ser inducidaDesarrollo del meristemo apical
B.- Factores ambientales
Fases de la floración1.- Inducción: recepción del estimulo que inicia los
procesos. Eventos que le “indican a la planta” que debe alterar su programa de desarrollo. Se forma el mensajero quimico.
2.- Evocación: la planta está comprometida a florecer, inicio de la floración en los meristemos. Eventos que conducen a que los meristemos formen primordios florales en vez de hojas.
3.- Iniciación: primera evidencia morfológica
4.- Desarrollo: formación de las partes florales
5.- Antesis: apertura de la flor completa
Factores
a. Endogenos (: en este caso la floración ocurre debido a una regulación autónoma, no por ninguna condición ambiental particular)
Ritmos circadianosHormonasEdad o tamaño
Factores
• Exogenos: en este caso la floración ocurre debido a condiciones ambientales particulares
• Luz (fotoperiodo)
• Temperatura (vernalización)
• Agua (hidroperiodo)
Fotoperiodismo: Habilidad para detectar y responder a la longitud del día, lo cual hace posible que ocurran ciertos eventos en una época del año
LUZ:
• Fotoperíodo critico: Cantidad máxima o mínima de horas luz (u oscuridad) requeridas para florecer en un ciclo diario de 24 h. Varía ampliamente entre las especies, puede ser modificado.
• Fotoperíodo inductivo: fotoperíodo que aplicado una o más veces, induce la floración
Clasificación de las plantas de acuerdo a la respuesta de la floración al fotoperíodo
• PDC (SDP) : floración cuando la longitud del día es menor que el fotoperiodo critico (o la longitud de la noche excede). Receptor: Fitocromo
• PDL (LDP):floración cuando la longitud del día es mayor que el fotoperiodo critico (o la longitud de la noche es menor) Receptor: Fitocromo
Clasificación de las plantas de acuerdo a la respuesta de la floración al fotoperíodo
• PDN: Insensibles al fotoperiodo. Regulación autónoma
• PDL-C: floración después de una secuencia DL seguidos por DC
• PDC-L: floración después de una secuencia Dc seguidos por DL
PDC PDL
F NF
NF F
NF F
F NF
F NF
NF F
Ejemplos de plantas con diferentes respuestas al fotoperiodo para florecer
• Plantas de dias cortos PDC• Allium cepa cebolla• Glycine max Soya• Gossypium hirsutum Algodón• Oryza sativa Arroz
• Plantas de dias largos PDL• Avena sativa Avena• Beta vulgaris Remolacha• Hordeum vulgare cebada• Spinacea oleracea espinaca
• Plantas insensibles o neutras al fotoperiodo• Cucumis sativus Pepino• Heliantus annus Girasol• Licopersicum esculentum Tomate• Phaseolus vulgaris Caraota
FOTOPERIODO
• Órgano receptor es la hoja
• Fitocromo es el receptor del estimulo
• Numero de ciclos inductivos varía con la especie
• El periodo oscuro es el inductivo
FOTOPERIODO(Eventos)
Recepción del estimulo
Formación del fitocromo activo
(estado fotoestacionario)
Acción del ritmo circadiano
Transporte del estimulo floral por el floema
Cambios geneticos, bioquímicos, fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Yema vegetativa a yema floral
VERNALIZACION• Mecanismo de floración promovido por las bajas
temperaturas
• Órgano receptor: yemas apicales
• Temperaturas optimas 0- 10 ºC. (Ojo: temp menores a 4 ºC pueden producir daños).
• Tiempo: varias semanas para saturar la respuesta. Depende de la especie
• Proceso irreversible
• Requiere de oxigeno y carbohidratos
• Puede ser sustituido por AG3
HIDROPERIODO
• Mecanismo de floración que responde a alternancia hídrica (periodos de sequía y lluvia)
• Cultivos: Café, mango, aguacate, cítricas
HIDROPERIODO(Eventos)
Recepción del estimulo
Formación y activación de un mensajero que desencadena el mecanismo hormonal (ABA???)
Traslocación del mensajero hasta la yema vegetativa
Cambios genéticos, bioquímicos, fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Yema vegetativa a yema floral
Crecimiento vegetativo Crecimiento Reproductivo
Madurez fisiológica para la floración
Percepción del estimulo ambiental
Alteración metabólica
Formación del estimulo floral interno
Translocación del estimulo floral hacia el ápice vegetativo
Transformación del ápice vegetativo a floral
Inicio del primordio floral
Desarrollo de la yema floral
Desarrollo de partes florales
Desarrollo del saco embrionario, núcleos y óvulos
Desarrollo del grano de polen
Antesis (apertura floral)
Polinización
Tubo polínico
Desarrollo de la Semilla y el fruto
Fertilización