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Brasinoesteroides

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Brasinoesteroides

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  1. Brasinoesteroides

  2. Brasinólida • Los brasinoesteroides en la naturaleza Marumo y cols. 430 kg de hojas frescas de Distyliumracemosum tres fracciones con: actividad mucho mayor que el AIA sobre la inclinación de la lámina media del arroz. 1968 1970 Mitchell et al. extracto de polen de la BrassicanapusL. una hormona denominada Brasinas. Producía respuesta inusual en el ensayo del segundo entrenudo del frijol: combinaba alargamiento celular, engrosamiento y la curvatura del mismo. 1979 Grove y col. purificaron a partir de 40 kg de polen, 4 mg de un compuesto cristalino, de estructura esteroidal al que denominaron Brasinólida.

  3. Estructura Los brasinoesteroides naturales son denotados por un sufijo numérico secuencial, Br1 denota brasinólido, otros siguen la secuencia Br2, ....Brn. Son poli-hidroxi-esteroides de 27, 28 o 29 átomos de carbono Las variaciones en los brasionoesteroides resultan de substituciones simples en los anillos A/B y las cadenas laterales creadas cuando ocurre la oxidación o reducción durante la biosíntesis. Existen aproximadamente 60 brasinoesteroides naturales

  4. Características Son extremadamente activos a concentraciones 100 veces menores que las utilizadas para otros reguladores del crecimiento vegetal (0.1-0.001 mg/L) Promueven el desarrollo de las plantas acelerando la elongación y división celular. Mejoran la calidad de las cosechas y aumentan la producción de la biomasa. Son particularmente efectivos en condiciones adversas (salinidad, sequía y bajas temperaturas) por lo que se conocen como “hormonas anti-estrés”. Tienen una toxicidad muy baja.

  5. Efectos fisiológicos Elongación y división celular: • elongación del hipocotilo, epicotilo y coleoptilo • crecimiento del tubo polínico • promueve la germinación • involucrados en respuestas gravitrópicas • rizógenesis Diferenciación vascular (xilogénesis) • implicados en formación de pared celular secundaria y muerte celular Procesos senescentes • acelera la maduración • promueve la síntesis de etileno Mecanismos de resistencia frente a estrés bióticos y ambientales. • protege la maquinaria traduccional y la síntesis de las HSPs (termotolerancia). • inhibe la síntesis de la prolina • posible conexión en rutas de señalización en respuesta al ataque por insectos y patógenos Procesos controlados por balance luz/oscuridad • deetiolación • morfogénesis de hoja

  6. Localización Semillas, frutos, brotes, hojas , yemas florales, agallas y polen Se almacenan principalmente en gránulos de almidón Se sintetizan en el estroma => plastidios

  7. Aplicaciones • incrementan el crecimiento en frijol y soya y plantas leñosas. • incrementan significativamente la producción en rábano, lechuga, frijol, chile, papa, trigo, mostaza y avena. • Las respuestas de crecimiento se dan principalmente en plantas de crecimiento lento, y por lo tanto reducen la variabilidad fenotípica en las plantas.

  8. Efecto en tabaco Efecto de la 24 Epibrasinólida en el rendimiento y calidad del tabaco

  9. Efecto en papa • Incrementan los rendimientos de las cosechas entre un 13 y un 34 % en dependencia del momento de aplicación. • Disminuyen la brotación prematura de los • tubérculos • Protegen al cultivo de afectaciones producidas por estrés biótico y abiótico.

  10. Efecto en melón de agua (sandía) • Promueven marcadamente: • crecimiento de los frutos • altura de la planta • grosor del tallo • longitud de la raíz principal • masa seca por planta • contenido de clorofila • área foliar • fotosíntesis • Retrasan el proceso de senescencia de las hojas • Incrementan el número de flores y el porcentaje de cuajado de los frutos • Aumentan el contenido de sólidos solubles totales y de vitamina C • Incrementan el rendimiento de la cosecha de hasta un 20%

  11. Efecto en arroz • Mayor largo, ancho, masa seca, masa fresca y contenido de proteínas en las hojas • Incrementan la masa del grano • Aumentan la cantidad de granos maduros por espiga (mayor síntesis y translocación de productos fotosintéticos • Acelera el crecimiento cuando las semillas se tratan con homobrasinólido o brasinólido. El efecto es prominente en condiciones de baja temperatura.

  12. Efecto en tomate Influencia del BIOBRAS 16 en el rendimiento del cultivo del tomate

  13. Efecto en soya Influencia de la aspersión foliar con el BB-6 en plantas de soya cv. Doko

  14. Efecto en fresa Influencia de diferentes análogos de brasinoesteroides en la estolonización de la fresa cultivar Misionaria

  15. Efecto In vitro. • Mecanismo para la propagación por embriogénesis somática. • Mejor aclimatización y mayor rendimiento de los minitubérculos de papa. • La aplicaciónde bajas concentraciones del Brasinoesteroides lograron mejorar la resistencia al estrés de la aclimatizaciónin situ. • Eficaz complemento del 2,4 D (2 mg.l-1) en cuanto a la inducción de callos de arroz .

  16. Transducción de señales Receptores LRR (enriquecidos en leucina) ligados a la membrana plasmática, miembros de la familia de receptores tipo kinasa. Receptor BRI1 Dominio citoplasmático con actividad PK, tipo Ser-Thr BRI1 heterodimeriza con BAK1

  17. Poliaminas

  18. Tipos: putrescina espermidina espermina cadaverina Moléculas de muy bajo peso molecular Se encuentran distribuidas en todos los organismos Ejercen un control regulador sobre el crecimiento Dudas si es realmente un RC ya que requiere de concentraciones mayores a otros RC

  19. Localización en la célula • Citoplasma • Vacuolas • Mitocondria • Cloroplasto

  20. Estructura Figura 1. Clasificación de las poliaminas (Lund University s.f.; Soberón 2008)

  21. Figura 2. Biosíntesis de poliaminas

  22. Transporte • No se ha aclarado a nivel molecular • La entrada se encuentra mediada por un gradiente eléctrico transmembranal con un mecanismo de antipuerto

  23. Catabolismo • PAO, DAO • Sustrato para otras moléculas • Ej: Put alcaloides nicotínicos

  24. Modo de acción de las poliaminas

  25. Desarrollo de la planta • Participa en procesos como: • Morfogénesis • Embriogénesis • Senescencia de hojas • Respuesta a estrés biótico y abiótico • Maduración de frutos • Formación de órganos

  26. Desarrollo de la planta • A nivel de división celular: • Put Spd: tasa de división celular • niveles Spd y Spm: fase G1 a S

  27. Desarrollo de la planta • Importancia en desarrollo de flores: • Deficiencia causa malformaciones • Niveles más altos en órganos reproductivos que en caliz y corola

  28. Estrés biótico • Respuesta hipersensitiva al entrar en contacto la planta con el patógeno • Niveles de PAs aumentan

  29. Figura 4. Diagrama de la respuesta hipersensitiva mediada por la Espermina (Kusano et al. 2008).

  30. Estrés abiótico • Inhibición de biosíntesis pierde tolerancia • Manera exógena no tan efectiva, posible mala translocación o catabolizadas

  31. Estrés abiótico • Poliaminas y Óxido nítrico • ON molécula de señalización • Ocotea catharinensis, Araucaria angustifolia y Pinus taeda • Agregar PAs exógenas aumentan ON en embriones somáticos

  32. Efectos in vitro • Embriogénesis somática: • Spd y Spm en niveles altos • Debido a alta actividad de ADC y SAMDC

  33. PAs y Etileno • Compiten por SAM • Antagonistas durante el proceso de senescencia • Por ende maduración de frutos

  34. PAs y Etileno • Frutos de tomate con mutación: • Prolonga la vida en anaquel • Niveles de Putrecina se mantienen altos por mayor tiempo • Luego se comienza a dar la maduración normal

  35. PAs y Etileno • Aplicaciones exógenas no necesariamente son la respuesta • Ejemplo: • Clavel aceleró la senescencia • Potencial

  36. En cultivo de tejidos in vitro, las poliaminas incrementan el crecimiento y la producción de raíces cuando son adicionadas al medio de cultivo. • Están también involucradas en la embriogénesis, iniciación floral, y desarrollo de brotes en dormancia. • Estudios recientes en arroz, han demostrado la relación entre el contenido endógeno de las poliaminas y la resistencia al estrés por salinidad.

  37. Funcionamiento • Funcionan como policationes a pH fisiológico • Se une a fosfolípidos en membranas afectando fluidez: compensan desbalances iónicos en membr casuados por estrés. • Se une a polisacáridos de pared celular • Se une a DNA y RNA: favorecen replicación y duplicación • Actúan como buffer para minimizar cambios de pH. • Involucradas en división celular, crecimiento, • Inducen enraizamiento (sustituye auxinas) en algunos cultivos

  38. Jasmonatos

  39. Están representados por el ácido jasmónico (JA) y su metilester el metil-jasmonato ( MeJA). Fueron aislados inicialmente de las flores del Jasmín (Jasminum sp.), del cual se extrae el metil ester, un importante producto en la industria de perfumes.

  40. Biosíntesis El ácido jasmónico (JA) es sintentizado a partir del ácido linoléico, un importante ácido graso, a través de la degradación oxidativa y formación de un anillo de ciclopentano.

  41. Efectos fisiológicos • Los jasmonatos inhiben muchos procesos como el la germinación y crecimiento • . • En forma similar al ácido abscísico promueven: • la senescencia, • la absición, • la formación de tubérculos (ácido tuberónico), • la maduración de frutos y • la formación de pigmentos.

  42. Inhiben fuertemente el crecimiento radical por un mecanismo que no es mediado por el etileno. • inducir formación de raíces adventicias – • Rol en defensa de la planta por medio de la inducción de la síntesis de proteinasas (proteínas de protección). • .

  43. JA especificamente altera la expresión génica • Los elicitores y heridas inducen acumulación de JA y MeJa en las plantas. • - El MeJa puede elicitar respuestas fisiológicas en estado gaseoso. • En avena se ha encontrado que aplicaciones de ácido jasmónico incrementan el nivel de tolerancia a la salinidad. • - Por otro lado se ha encontrado que el ácido jasmónico regula o promueve la senescencia en hojas separadas de arroz.

  44. Salicilatos

  45. Salicilatos Los salicilatos se conocieron primeramente como compuestos presentes en los sauces (Salix spp; Salicaceae). Hasta hace poco se reconoció su potencial como reguladores de crecimiento en plantas.

  46. Descubrimiento en plantas • · “La primera indicación de un efecto fisiológico del SA fue el descubrimiento de la acción de inducir floración y formación de brotes en los cultivos de tabaco” (Eberhard et al., 1989). Este efecto estimulatorio que fue demostrado en diferentes especies de plantas sugería que esta sustancia tenia función como un regulador endógeno en la floración”.

  47. ESTRUCTURA • Ácido orgánico cristalino, solido (que se derrite a 159 grados C0)  • La fórmula del SA es C6H4(0H)COOH, donde el grupo OH es ortho al grupo carboxílico.

  48. Pose un anillo aromático con un grupo hidroxi. • Es moderablemente soluble en agua pero extremamente soluble en solventes polares orgánicos. • SA se ha caracterizado por estar en 36 plantas, de diferentes familias. Como por ejemplo en arroz, soya y cebada • El pH de su solución acuosa es de 2.8, pKa es de 2.9. 

  49. Biosíntesis El ácido salicílico es sintetizado a partir del aminoácido fenilalanina.