Hormonas vegetales

Las plantas no se pueden mover, pero eso no significa que no responden a su entorno. Las plantas pueden sentir la gravedad, la luz, el tacto y los cambios estacionales. Por ejemplo, puedes haber notado cómo una planta de tu casa se inclina hacia una ventana brillante. Las plantas pueden sentir y luego crecer hacia la fuente de luz. Los científicos dicen que las plantas son capaces de responder a "estímulos" o a algo, por lo general en el medio ambiente, que se traduce en una respuesta. Por ejemplo, la luz es el estímulo y cuando la planta se mueve hacia la luz esa es la "respuesta"(C-K12, 2021).

  Las hormonas son mensajeros químicos (fig. 1) especiales que ayudan a los organismos, incluyendo a las plantas, a responder a los estímulos de su entorno. Para que las plantas respondan al medio ambiente, sus células deben ser capaces de comunicarse con otras células. Las hormonas envían mensajes entre las células. Los animales, como los humanos, también tienen hormonas, como la testosterona o el estrógeno, para llevar mensajes de célula a célula. En ambos, plantas y animales, las hormonas viajan de célula en célula en respuesta a un estímulo; que también activan una respuesta específica (C-K12, 2021).

Además de esto , también las hormonas vegetales son moléculas sintetizadas por la planta que controlan la gran mayoría de los procesos fisiológicos y bioquímicos como lo son la división celular, el crecimiento, la diferenciación de los órganos aéreos y de las raíces. También, regulan la embriogénesis, la germinación de las semillas, la floración, la formación del fruto, la caída de las hojas y la senescencia (Porta & Jimenez Nopala, 2020).

Figura 1: Hormonas vegetales 

Fuente: https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/las-hormonas-vegetales-en-las-plantas

Autoras del blog 

Ácido abscísico

 

Ácido abscísico

Es una hormona que interviene en la regulación del crecimiento, maduración de la semilla, en la dormición y en la apertura de estomas, especialmente en situaciones de estrés. (En algunas especies parece que también participa en la senescencia).

Fig, 1 Modelo 3D, de molécula de ABA

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_absc%C3%ADsico

¿Cómo se sintetiza?

Su síntesis tiene lugar en prácticamente todos los tejidos que tienen cloroplastos o amiloplastos, siendo un compuesto sesquiterpeno apocarotenoide de quince carbonos con similitud a la zona terminal de algunos carotenoides que se produce a partir de neoxantina y violoxantina.

(A la derecha, imagen de la ruta de biosíntesis que sigue el ácido abscísico. La síntesis se produce a partir de zeaxantina, un pigmento liposoluble).

 Fig 2, Ruta de biosíntesis del ácido abscísico.                      Fuente: Shaoquiang, W. (2022). Fundamentos                      Basicos De Fisiologia Vegetal Y Animal.Pearson.

Efectos del ABA

Los efectos se producen mediante efectos rápidos,

como el que produce en los estomas al regular los

canales de iones, y efectos más lentos que implican 

modulación de la expresión génica.

• Tiene efecto, siendo un regulador primario en la iniciación y mantenimiento de la dormición en la semilla y las yemas.
• Ejerce respuestas de estrés, de forma especial al estrés hídrico.
• Influye en el desarrollo de la planta como antagonista de auxina, etileno, citoquitinas, giberelinas y brasinosteroides.

                    De manera fisiológica

• Interviene en la maduración de la semilla. La maduración posee tres fases. 1- divisiones celulares y diferenciación de tejidos, produciendo la embriogénesis. 2- acumulación de reservasy detenimiento de la división celular. 3- el embrión se hace tolerante a la desecación produciéndose la deshidratación de la semilla y la quiescencia. Durante todo este proceso los niveles de ABA (Ácido Abscísico) cambian, en la fase inicial son bajos y van aumentando hasta alcanzar el máximo en el punto medio del desarrollo para luego caaer de nuevo.  El ABA mantiene al embrión en su estado embriogénico, impidiendo que se desarrolle antes de tiempo, además, estimula la acumulación de semilla e introduce la tolerancia a la desecación favoreciendo la síntesis de proteínas y lípidos abundantes en la embriogénesis tardía.

Fig. 3, Estomas abiertos y cerrados. Fuente: https://fisiologiavegetal.es/2018/05/la-importancia-de-los-estomas/

• El ABA, induce el cierre de los estomas de la planta, como respuesta al estrés hídrico. Además, las condiciones de sequía provocan aumento de los niveles de ABA en las hojas que llevan al cierre de los estomas para prevenir la pérdida de agua por transpiración.

• En cuanto al crecimiento del tallo y de la raíz, la influencia del ABA es variable. Cuando la disponibilidad de agua es moderada estimula el crecimiento de la raíz mientras que si la sequía es importante lo que hace es inhibirlo. En el caso del tallo tiene un pequeño efecto estimulante del crecimiento en individuos con un suministro normal de agua, aparentemente inhibiendo la producción de etileno.

       

         

       Importancia del ácido abscísico                                                                                                                                          

            Ayuda la planta cuando hay sequía, estrés hídrico o frío,     generando un clima favorable para         estas, regulando el balance del agua mediante el cierre de los             estomas. Además, incentiva o         inhibe el desarrollo la germinación de las semillas.

Referencias: 

            Shaoquiang, W. (2022). Fundamentos Basicos De Fisiologia Vegetal Y Animal. Pearson.

Giberelina

¿Qué son las Giberilinas ?

Las giberelinas son hormonas que hacen que la planta crezca. Cuando los científicos aplican giberelina a las plantas, los tallos crecen más largos. Algunos jardineros o científicos horticultores añaden giberelina para aumentar el crecimiento de las plantas. Las plantas enanas (plantas pequeñas), por otro lado, tienen bajos niveles de giberelina (ver Figura 1).

Figura 1: Giberilina 

Fuente:https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-conceptos-de-ciencias-de-la-vida-grados-6-8-en-espanol/section/7.12/primary/lesson/hormonas-vegetales/

                                                                 ¿Dónde se encuentran?

 

​Generalmente, se localizan grandes niveles de giberelinas en las partes reproductivas en comparación con las vegetativas y en partes jóvenes en comparación con las maduras. Son sintetizadas en los primordios apicales de las hojas, en puntas de las raíces, en los frutos, tejidos jóvenes y semillas en desarrollo. Se sintetizan por la vía de los terpenoides. Algunos de los efectos que induce esta hormona es la inducción del crecimiento del tallo, regulación de la transición entre la fase juvenil y el adulto, inducción de la floración y la determinación sexual de la flor, así como la inducción de la germinación además de promover la elongación intermodal (Gleba, 2020).

Fumción :

Rompe la latencia de las semillas y brotes; promueve el crecimiento

Referencia : 

C-k12. (25 de febrero de 2021). Obtenido de https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-conceptos-de-ciencias-de-la-vida-grados-6-8-en-espanol/section/7.12/primary/lesson/hormonas-vegetales/

Fertitienda. (7 de 21 de 2020). Obtenido de https://fertitienda.com/blog/giberelinas-auxinas-y-citoquininas-en-agricultura-n24

Gleba. (2020). Obtenido de https://gleba.com.ar/4245-2/#:~:text=%E2%80%8BGeneralmente%2C%20se%20localizan%20grandes,j%C3%B3venes%20y%20semillas%20en%20desarrollo.

 

 

Auxinas naturales y sintéticas

Auxinas 

 

Las auxinas (fig 1), son hormonas que juegan un papel en el crecimiento de las plantas. Las auxinas producidas en la punta de la planta están involucradas en la dominancia apical , cuando el vástago central principal crece más fuertemente que otros tallos y ramas. Cuando se retira la punta de la planta, las auxinas ya no están presentes y las ramas laterales comienzan a crecer. Esta es la razón por la cual la poda de las ramas principales ayuda a producir una planta con más ramas. ¡Realmente necesitas cortar ramas de una planta para que crezcan más ramas! Las auxinas también están involucradas en tropismos, las respuestas a los estímulos en el entorno(AGRAN, 2020).

Figura 1: Auxinas 

Fuente: https://blogdefagro.com/2019/01/16/bacterias-productoras-de-auxinas/ 

Función :

Se involucra en los tropismos y en la dominancia apical.

Tipos de Auxinas .

 

Sintéticas

 

• Ácido 2,4 diclorofenoxibutilico (2,4-DB)
• Ácido 2,4,5 triclorofenoxiacético (2,4,5,-T)
• Ácido indolbutírico (AIB)
• Ácido 2, 4 diclorofenoxiacético (2,4-D)
• Ácido naftoxiacético (NOA)
• Ácido naftalenacético (ANA)

 

Naturales

Uno de los precursores de las auxinas naturales son el zinc y el aminoácido triptófano, por lo que gran parte de las auxinas naturales son derivados de estos elementos. Entre sus principales tipos encontramos:

• Ácido indolbutírico (AIB). De esta auxina destaca que se puede localizar tanto de forma sintética como de forma natural en pequeñas cantidades en organismos vivos.
• Ácido indol propiónico (AIP)
• Ácido feniacético
• Ácido indolacético (AIA)
• Ácido 4 cloroindolacético

Referencia 

AGRAN. (2020). Obtenido de https://agran.es/auxinas-que-son-y-para-que-se-utilizan/

Etileno

 ¿Qué es el etileno?

El etileno (C₂H₄) es una hormona gaseosa que es sintetizada por todos los órganos de la planta, incluidas las regiones meristemáticas con activa división celular. La producción de etileno aumenta naturalmente durante la abscisión de la hoja y la senescencia floral, así como durante la maduración del fruto (Marisol, S. et. al., 2016). (Figura 1)

Figura 1: Proceso de maduración del fruto, gracias a la hormona del etileno.

Fuente: https://ciencia.unam.mx/leer/1132/-de-que-depende-la-maduracion-de-los-frutos-

            La maduración de los frutos depende de este elemento clave, como lo es el etileno,

 conocido también como la hormona de la maduración.

Según Almela (2006), el etileno es un compuesto orgánico gaseoso, constituido por dos átomos de carbono y cuatro átomos de hidrógeno. (Figura 2)

Figura: 2 Formula Química del etileno 

Fuente: https://unitedworldtransportation.com/es/etileno-y-la-sensibilidad-del-producto/

     Características

• Promueve la maduración de frutos.
• Causa epinastia (crecimiento diferencial del pecíolo, el mismo es mayor en la cara superior).
• Incrementa el grosor de tallos jóvenes.
• Inhibe el alargamiento de tallos jóvenes.
• Promueve la abscisión de hojas, flores y frutos.
• Promueve la senescencia.
• Rompe la dormición de yemas y semillas en algunas especies.
• Induce la formación de raíces y pelos radiculares.

 Funciones 

El etileno es la hormona vegetal responsable de regular diferentes procesos durante la maduración de productos agrícolas, llevando a procesos de senescencia y finalmente, pérdida de valor nutricional y comercial.

          Efectos en las plantas 

Está considerado como la hormona del envejecimiento de las plantas, ya que es la responsable del crecimiento y maduración de las frutas. 

• Promueve la abscisión de hojas, flores y frutos.
• Promueve la senescencia.
• Rompe la dormición de yemas y semillas en algunas especies.
• Induce la formación de raíces y pelos radiculares. 

           Datos curiosos y de precaución 

·                          La exposición al etileno puede causar dolor de cabeza, mareo, fatiga, sensación de desmayo, confusión y pérdida del conocimiento. 

·                          El etileno es una substancia química sumamente inflamable y presenta un grave peligro de incendio y exploración. 

A             Ahora veremos un corto video sobre el por qué maduran los plátanos.  

Referencias Bibliográficas 

Almela, A. F. R. (2006, 7 enero). Etileno – Academia de Ciencias de la Región de Murcia. United World Transportation. https://www.um.es/acc/etileno/

Prof. Silvana Marisol Luján BASILE, Ing. Agr. María Gabriela RÍSSOLA, Micaela CHINDAMO y Dra. Vilma Teresa MANFREDA. (4 de noviembre 2016). Efectos de la hormona vegetal etileno en diversas especies vegetales | UNICEN.  https://www.unicen.edu.ar/content/efectos-de-la-hormona-vegetal-etileno-en-diversas-especies-vegetales

Poliaminas y otros reguladores del crecimiento.

            Las poliaminas putrescina, espermidina y espermina son compuestos nitrogenados alifáticos que actualmente se consideran como reguladores del crecimiento y desarrollo de plantas por su efecto demostrado sobre el crecimiento, la división y la diferenciación celular a bajas concentraciones. Por su carácter policatiónico pueden unirse a moléculas cargadas negativamente tales como  ácidos nucleicos, proteínas o fosfolípidos, alterando la expresión génica y la actividad de ciertos enzimas, así como variando la fluidez y la permeabilidad de las membranas biológicas. En algún caso, las poliaminas actúan como reserva de nitrógeno, constituyendo la única fuente del mismo. Su biosíntesis está  muy relacionada con la de la fitohormona gaseosa etileno, ya que la S-adenosilmetionina es el intermediario común de ambas rutas metabólicas. Este reparto de la S-adenosilmetionina puede tener importantes implicaciones fisiológicas  (Gallardo, M., et al, 1996).

         Las poliaminas (ver figura 1) pueden conjugarse con ácidos hidroxicinámicos y desempeñar funciones, todavía poco claras, en los procesos de diferenciación, floración y maduración; por otra parte, tienen efecto sobre la resistencia a virus y hongos en ciertas plantas. La pared celular es uno de los compartimentos celulares más importantes en relación con el metabolismo degradativo de poliaminas, destacando el aumento de la conjugación de poliaminas en la pared celular durante el envejecimiento celular. La importancia de las poliaminas como precursoras de numerosos alcaloides, también se contempla en esta revisión (Gallardo, M., et al, 1996).

Algunas de las funciones de la poliaminas:

Las poliaminas (PAS) tienen una función importante en diferentes procesos fisiológicos en las plantas(Gallardo, M., et al, 1996):

• Como morfogénesis.

• Crecimiento.

• Embriogénesis.

• Desarrollo de órganos.

• Senescencia. 

• Respuestas a estrés biótico y abiótico. 

Figura 1.Poliaminas en las Plantas.

Fuente:https://scontent.fsdq1-2.fna.fbcdn.net/v/t39.30808-6/-WfMsn9mUrejF0-pknA&oe=63940BDA

Hormona Jasmonatos

 Una hormona llamada jasmonato  (ver figura 2) ayuda a las plantas a protegerse de los peligros de los hongos y los insectos mediante un complejo mecanismo molecular que ha sido desvelado por un equipo de científicos españoles.El jasmonato es una hormona que las plantas emplean como señal de peligro cuando se sienten atacadas por patógenos como los hongos, insectos e incluso por mordeduras de herbívoros. Esta función ya se conocía, pero no se sabía cómo se llevaba a cabo. El grupo de Roberto Solano, del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) y sus colegas de la Universidad Miguel Hernández (Elche) han descubierto el proceso de transmisión por el cual esta hormona pone en marcha una serie de genes de defensa  (Tristán, R. 2007). 

Figura 2. Hormonas Jasmonatos.

Fuente: https://es.slideshare.net/1997dggg/estimuladores-de-crecimiento-en-plantas

Hormona ácido Salicílico

            El ácido salicílico (ver figura 3) es una hormona vegetal que forma parte de un amplio grupo de compuestos denominados fenólicos y que está presente en todos los órganos vegetales y desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento (ver figura 4) , desarrollo e interacción de las plantas con otros organismos patógenos, así como en la inducción de defensa de las plantas frente a diferentes tipos de estreses ambientales (sequia, salinidad, inundaciones, cambios de temperatura, entre otros). La defensa de las plantas contra cualquier tipo de estrés esta mediada a través de varias vías de señalización que conducen a la producción de muchas proteínas defensivas y compuestos no proteicos. Se ha identificado que el ácido salicílico tiene diferentes efectos fisiológicos sobre las plantas. A continuación se describen las más importantes (Intagri, S.  (2018): 

    1. Induce la floración. 

        Fue el primer efecto fisiológico que se descubrió del ácido salicílico sobre las plantas. Posteriormente diversos  ensayos demostraron que el AS puede inducir la floración en algunas familias de plantas, aunque es un efecto estudiado aún falta mucha investigación para determinar las rutas de señalización involucradas en este proceso. Se ha reportado que le AS favorece los proceso de floración en ornamentales como gloxinia, violeta y petunia (Intagri, S.  (2018).

   2.  Induce la resistencia sistémica a patógenos.  

        El papel más conocido del AS es ser una molécula que emite una señal para activar los mecanismos de defensa de las plantas ante la incidencia de cualquier patógeno. Se sabe que la infección inicial de un patógeno incrementa la resistencia a futuros ataques a través del mecanismo de resistencia sistémica adquirida (Intagri, S.  (2018).

                              Figura 3. El ácido salicílico.                         Fuente: https://www.intagri.com/assets/images/articulos/categoria1/2nutricion%20vegetal/art492-acido-salicilico/Acido-Salicilico-Plantas.jpg

Figura 4.Acido Salicílico.

Fuente: https://es.slideshare.net/1997dggg/estimuladores-de-crecimiento-en-plantas

Las oligosacarinas

    Las oligosacarinas(ver figura 5), componentes estructurales de la pared celular de plantas y microorganismos, ejercen efectos en el crecimiento y desarrollo, entre ellas están la quitosana y sus derivados. Fragmentos de la pared vegetal actúan de reguladores. Participan en el control de funciones tales como el crecimiento, desarrollo, reproducción y defensa contra las enfermedades microbianas. Algunos actúan como elicitores y son capaces de promover actividad de defensa en las plantas ante la presencia de patógenos  (Terry, A., et al. 2019).

Figura 5.Oligosacarinas.

Fuente:https://es.slideshare.net/1997dggg/estimuladores-de-crecimiento-en-plantas

Referencias

            Gallardo, M., Matilla, A., Muñoz de Rueda, P. y Sánchez Calle, I.M. (1996).Papel de las poliaminas en el crecimiento y desarrollo. Departamento de Biología Vegetal. Universidad de Granada.18071 Granada.España Ars Pharm.37(1),17-27. Recuperado el 5 de diciembre de 2022 de:https://www.ugr.es/~ars/abstract/37-17-96.htm#:~:text=Las%20poliaminas%20putrescina%2C%20espermidina%20y,diferenciaci%C3%B3n%20celular%20a%20bajas%20concentraciones.

         Tristán, R. (2007). Hormona jasmonato. Una hormona ayuda a las plantas a protegerse del peligro Madrid. Recuperado el 5 de diciembre de 2022 de:https://www.elmundo.es/elmundo/2007/07/19/ciencia/1184834723.html#:~:text=El%20jasmonato%20es%20una%20hormona,incluso%20por%20mordeduras%20de%20herb%C3%ADvoros.

    Intagri, S.  (2018).Efectos del Ácido Salicílico en los Cultivos.México.Extraído de https://www.intagri.com/articulos/nutricion-vegetal/efectos-del-acido-salicilico-en-los-cultivos

        Terry-Alfonso, E., Ruiz-Padrón, J., Falcón-Rodríguez, A., & Socarrás-Armenteros, Y. (2019). Oligosacarinas estimulan el crecimiento. Cultivos Tropicales, 40(4). Recuperado el 5 de diciembre de 2022 de: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0258-59362019000400004

Citoquininas

 Las citoquininas son hormonas que hacen que las células de las plantas se dividan. Las citoquininas fueron descubiertas de los intentos por hacer crecer el tejido vegetal en ambientes artificiales (ver Figura 1). Las citoquininas previenen el proceso de envejecimiento. Así los floristas veces aplican citoquininas para cortar las flores, para que no envejezcan ni mueran  (Bustamante, G. 2012).

Figura 1. Planta con  citoquininas.

Fuente: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9G&usqp=CAU

Las citoquininas promueven la división celular y son necesarias para el cultivo de plantas en cultivo de tejidos. Un pequeño trozo de una planta se coloca en condiciones estériles para regenerar una nueva planta (Bustamante, G. 2012)..

El transporte de las citoquininas en la planta

En el caso concreto de esta hormona vegetal, su transporte se realiza desde la raíz  (ver Figura 2) hasta la parte aérea (movimiento acrópeto). Por lo tanto, el movimiento que hace por los vasos conductores es desde el xilema (flujo ascendente) hasta el floema (flujo descendente). Desde ahí se distribuye a todas las partes de la planta, incluido las hojas (Mula, J.A.2012)..

Figura 2. Localizacion de las citoquininas.

Fuente:https://www.agromatica.es/wp-content/uploads/2014/09/hormonas-vegetales-y-citoquinina.jpg

Una vez la hoja ya está totalmente desarrollada y ha alcanzado su máximo tamaño, dichas citoquininas continúan su viaje hacia otras partes de la planta donde se necesiten, vía floema (descendente).

Efectos de las citoquininas en las plantas

• Promover la diferenciación celular.
• Estimular la división celular (como también lo hace las auxinas).
• Reinvertir la dominancia apical (activan el crecimiento de las yemas laterales).
• Activación de yemas adventicias.
• Intervenir en el desarrollo y tamaño del fruto.
• Inducción de partenocarpia (formación de frutos sin fecundación previa) en frutos.
• Retrasar la senescencia de las hojas (efecto contrario al etileno).

Factores que influyen en la producción de citoquininas

Si ya hemos visto lo que produce sobre la planta estas hormonas vegetales, también tenemos que conocer los efectos climáticos o bióticos que producen su falta de síntesis en la planta. Algunos de ellos son los siguientes  (Mula, J.A.2012).

:

• Temperatura

Curiosamente, cuanto más baja es la temperatura ambiental, mayor movimiento hay de citoquininas desde la raíz hasta la parte superior. Recordamos que ese era el movimiento del vaso conductor xilemático (acrópeto).

• Dormancia

A la salida de la dormancia (cuando las plantas detienen su crecimiento e invernan), la producción y síntesis de citoquininas se acelera, estimulando la salida de brotes, división celular, etc. Es decir, todo lo que antes hemos comentado que favorece el crecimiento vegetal.

• El nitrato de potasio

El nitrato de potasio, un abono del que ya hemos hablado, cuando lo aplicamos vía riego (fertirrigación o a manta) estimula la producción de citoquininas, que posteriormente se desplazan a la hoja y los frutos.

• El fósforo

El abonado fosfórico es muy interesante, pues su carencia o falta de aplicación reduce la síntesis de esta hormona vegetal por parte de la planta.

• Situaciones de estrés ambiental o biótico

Cuando la planta entra en una situación de estrés, ya sea por efectos climáticos adversos (viento fuerte, heladas, exceso de calor, sequía, pH, salinidad, etc.) o bióticos (ataque de patógenos), la producción de citoquininas se detiene, y con ello, parte de su nueva producción de órganos y tallos.

Por eso es muy interesante evitar, en la medida que podamos, todas estas situaciones que ocasionan estrés en la planta y reducen la producción de manera significativa.

Video sobre Citoquinina Hormona vegetal

Video 1. Hormonas Citoquininas,

Fuente:http://youtube.com/watch?v=I326PbBhxvg

Referencias

    Mula, J.A. (2012).Importancia de las citoquininas en las plantas.Agromática.Recuperado el 5 de diciembre de 2022 de: https://www.agromatica.es/citoquininas-en-las-plantas/

        Bustamante, G. (2012). Efectos de las fitohormonas (auxinas, giberelinas y citoquininas). Curso de Fisiología Vegetal. Perú. Recuperado el 5 de diciembre de 2022 de: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/31__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA