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