fotomorfogenesis. las plantas están expuestas a señales del ambiente luminoso
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FOTOMORFOGENESIS
Las plantas están expuestas a señalesdel ambiente luminoso
Composición espectral de la Composición espectral de la radiación solar radiación solar
www.arpansa.gov.au/is_sunys.htm
Rojo Rojo lejanoAzul
Las hojas absorben Las hojas absorben casi toda la luz roja y casi toda la luz roja y
azul que les llega, azul que les llega, pero reflejan y pero reflejan y
transmiten la mayor transmiten la mayor parte del rojo lejano parte del rojo lejano
www.spacetownusa.com
Índice de área foliar
Rel
ació
n r
ojo
/ r
ojo
lej
ano
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 1 2 3 4
Índice de área foliar
Rel
ació
n r
ojo
/ r
ojo
lej
ano
0.01 0.1 10.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
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).
1
2 2 43 5 6
Las plantas responden a señalesdel ambiente luminoso
ALT
O R
/RL
OSCURID
AD
LUZ
OSC
UR
IDAD
LUZ
ALTO R/RL
BAJOR/RL
DIAS L
ARGO
S
DIA
S C
OR
TO
S
Bajas relaciones rojo / rojo Bajas relaciones rojo / rojo lejano reducen el macollaje en lejano reducen el macollaje en
pastospastos
Alta R/RLAlta R/RL
Alta R/RLAlta R/RL
Baja R/RLBaja R/RL
Baja R/RLBaja R/RL
Tratamientos con un pulso de Rojo lejano al final de cada día
0
10
30
40
50
20
% Hojas
***
NO E S
+ RL
Las señales rojo / rojo lejano regulan la posición de las hojas
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 Azul, UV-A Flavinas
Pr PfrRespuestas
DestrucciónReversión
Síntesis
Los fitocromos tienen dos formas, Pr y Pfr
Rojo
Rojo lejano
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
phyA phyB cry1 cry2Planta normal
Las plantas que carecen de los fotorreceptores más importantes muestran serias alteraciones del crecimiento y
desarrollo
Osc. Luz roja Luz azulLuz rojolejana
WT
WT
WT
WT
WT
WT
WT
WT
phyA
phy
B
phyA
phy
B
phyA
phyA
phyA
cry
1 cr
y2
phyA
cry
1 cr
y2
Luz blancaLuz blanca
WT
WT
phyA
phy
B
phyA
phy
B
cry
1 cr
y2
cry1
cry
2 ph
yA p
hyB
cry
1 cr
y2
phyA
phy
B c
ry1
cry2
El pasaje de la oscuridad completa a la luz percibida por distintos fotorreceptores inicia la des-etiolación
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
phy
NUCLEO
CITOPLASMA
TFs
COP1 cry
phy TFs RESPUESTAS
SEÑAL
SEÑAL
REPRESION
ACTIVACION
ADN
Modos de respuesta de los fitocromos:Respuestas a bajos flujos
Respuestas a muy bajos flujosRespuestas a altas irradiancias
Dependencia espectral: El rojo establece Pfr, el rojo lejano reduce los niveles de PfrDependencia del flujo: La luz intensa diluye el impacto de la reversión
Respuesta
Tasa del flujo defotones
Rojo
Rojo lejano
Fitocromo B
Respuestas R/RL reversibles o respuestas a bajos flujos
Bajas relaciones rojo / rojo lejano Bajas relaciones rojo / rojo lejano inactivan al fitocromo B (phyB)inactivan al fitocromo B (phyB)
Respuesta
Tasa del flujo defotones de un pulso de luz
Rojo
Rojo lejano
Fitocromo A
Respuestas a muy bajos flujos
La respuesta se satura con muy poco Pfr de phyA
Respuesta
Tasa del flujo defotones de rojo lejano continuo
Fitocromo A
Respuestas a altas irradiancias
La respuesta requiere irradiaciones prolongadas con rojo lejano
Implicancias en cultivos yAplicaciones biotecnológicas
K. Rendidor K. Cacique0
5
10
15
20Luz rojaLuz rojo lejanaControlLuz roja + rojolejana
Cultivar
Pes
o d
e g
ran
os
po
r p
lan
ta (g
)
Plantas de trigo cultivadas a baja densidad pero Plantas de trigo cultivadas a baja densidad pero con señales de bajo rojo / rojo lejanocon señales de bajo rojo / rojo lejano
Luz con que se Luz con que se suplementa la suplementa la radiación solarradiación solar
WT Dara
Las plantas con niveles supra-normales de phyB Las plantas con niveles supra-normales de phyB no cubren bien el suelono cubren bien el suelo