3.4Fisiología de la planta en condiciones de estrés por factores abióticos
Profa. María FerrarottoSemestre II-2009Mayo, 2010
Objetivo:
Diferenciar los mecanismos de absorción y movimiento de agua en la planta, en condiciones de estrés
3.4.1Condiciones ambientales que inducen el déficit hídrico en las plantas
Transmisión de la respuesta en condiciones de estrés en la planta
3.4.2Sensibilidad al déficit hídrico
Curso del potencial hídrico de la hoja y el suelo, y potencial osmótico con y sin osmorregulación.
3.4.2Sensibilidad al déficit hídrico
3.4.3Mecanismos activados en respuesta a condiciones estresantes:
Ajuste osmóticoIncremento de la capacidad de enraizamientoAcuaporinas
3.4.3Mecanismos activados en respuesta a condiciones estresantes:
Ajuste osmóticoIncremento de la capacidad de enraizamientoAcuaporinas
AJUSTE OSMÓTICOAJUSTE OSMÓTICO
Movimiento del agua en una célula túrgida
Movimiento del agua en una célula plasmolizada
Ajuste osmótico en el mesófilo de una hoja de espinaca estresada por sales
Respuestas por sensibilidad al
déficit hídrico
Disminución del Crecimiento del sistema aéreo
Expansión del sistema radical
Ajuste osmótico = Osmorregulación
Cierre de los estomas
Abscisión de órganos
PROTEINAS QUE SE SINTETIZAN EN RESPUESTA A LA DESHIDRATACION CELULAR
PROTEINAS QUE SE SINTETIZAN EN RESPUESTA A LA DESHIDRATACION CELULAR
3.3.4Impacto del déficit hídrico y la salinidad sobre el transportea nivel de membranas: transportadores , bombas y canales
Efecto del estrés salino en las plantas
Primario:Déficit hídricoDesequilibrio iónico. NaCl es la sal predominanteNa+ reduce al K+ y la adquisiciónOriginando deficiencias de K+
SecundariosReducción de la expansión celularReducción de la producción de asimiladosReducción de la función de las membranasDisminución del metabolismo citosólicoProducción de intermediarios reactivos de oxígeno (ROS)s
• Peso fresco total promedio de 21 cultivares de sorgo creciendo en NaCl 200mM por 14 días.
K+
Plasma
Membrane
polyols proline betaine
trehaloseectoine
Na+
Cl-
Ca2+
Tonoplast
OH-*-scavenging
perox
cp
mt
Na+/H+
K+H+
H+
Na+
H2O
H2O
pH 5.5
pH 7.5
pH 5.5
-120 to -200 mV
+20 to +50 mV
K+(Na+)
H+
H+
PPi
H+
ATP
K+(Na+)
Cl-
Na+Inosito
l
H+
Cl-
H+
Cl-
ATP
Na+
H+
Na+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ATP
Ca
2+H
+
Cl-
Ca2+
Ca2+ATP
SOLUTOS QUE CONTRIBUYEN CON LA OSMOREGULACION
RESPUESTAS MOLECULARES AL DEFICIT HIDRICO
SOLUTOS COMPATIBLESSOLUTOS COMPATIBLES
¿Cómo actúan estos compuestos?
¿Cómo actúan estos compuestos?
¿Qué sucede en condiciones de estrés?¿Qué sucede en condiciones de estrés?
Cierre estomático inducido por ABACierre estomático inducido por ABA
Estructuras químicas de algunos osmolitos presentes en algunas células
Perturbación del radio de hidratación de una molécula de proteína por iones y la respectiva protección que pueden prestar solutos compatibles
Modelo de la acción antifungica de la osmotina, una proteína de plantas que se acumula como respuesta a muchos tipos de estrés biótico y abiótico. Las hifas del hongo liberan toxinas (1); lo cual causa la disrrupción de la membrana (2); causando así la fuga de nutrientes que el hongo utiliza (3). La célula pierde el turgor (4), lo cual promueve la acumulación de osmotina (5). La osmotina sale de la célula y entra en contacto con el receptor de la membrana (6) y facilita la formación de poros in la membrana del hongo (7) restituyendo su permeabilidad. Esta pérdida de integridad inhibe el crecimiento de la hifa y puede matar el patógeno.
Respuesta a la sequía dependiente del ABA
Respuesta independiente del ABA a la sequía
3.4.5Fisiología de las plantas en condiciones de aguachinamiento, déficit de oxígeno y altas temperaturas
Caña de azúcar
Estrategias de sobrevivencia de la maleza (A)(B) Hydrilla verticilata.
Bajo condiciones mínimas de CO2 disuelto, altas concentraciones de O2 disuelto, y variable irradiancia solar presenta una forma de intercambio gaseoso característica de una vía fotosintética C3.Bajo condiciones escasas de CO2 que inducen fotorespiración en plantas C3, Hydrilla induce produce malato como una especie C4 y mantiene la fotosíntesis. El O2 producido por fotosíntesis se mueve hacia las raíces por los extensivos espacios intercelulares.
Raíces adventícias y prominentes lenticelas (Hipertrofia) en un tallo de Fraxinus pennsylvanica después de la inundación, la flecha negra indica la profundidad alcanzada durante la inundación
Neumatoforos de Avicennia nitida desarrollados de raíces sumergidas en un estuario
(A) Respuesta en crecimiento de plántulas de arroz sometidas a diferentes profundidades. Las plántulas fueron establecidas antes de la inundación. La subemergencia promueve una rápida elongación internodal y desarrollo de raíces adventicias. (B) Comparación de la elongación internodal en plantas creciendo en condiciones aeróbicas (izquierda) y anaeróbicas (derecha).
A
(A) (B)
Fotomicrografías comparativas de mitocondrias de Oryza sativa tomadas en plántulas germinadas en condiciones aeróbicas y expuestas a condiciones aeróbicas (A) y anaeróbicas (B) en tratamientos de 48 horas.
Los rendimientos comparativos de plantas de Zea mays creciendo en condiciones de inundación expresan una reducción
del 33 % en el rendimiento
Bajo condicionen de inundación se produce la fermentación de productos relacionados con el metabolismo de los carbohidratos. Los más importantes productos de la fermentación glicolítica son el lactato, generado por la reducción del piruvato; y el etanol generado por la descarboxilación del piruvato y reducción de el resultante acetaldehido.
Hipótesis propuesta por DAvies-Robert LDH/PDC pHstat
(A)Epinástia en tomate. (B) La producción de etileno en raíces vía ACC resulta en la formación de aerénquima si hay oxígeno disponible.
En ausencia de oxígeno, la ACC es transportada a los tejidos aéreos, donde se forma el etileno, resultando en la epinástia.
La existencia en si misma como idea es ficción, es inútil preguntarnos por ella…
…….”Lo único real es la vivencia”
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