Ministério da Educação Universidade Federal Rural da Amazônia Instituto de Ciências Agrárias Disciplina: Fisiologia Vegetal
Prof.Dr.Roberto Cezar Lobo da Costa e Candido Ferreira de Oliveira Neto
Hormônios Vegetais
Auxinas Giberelinas
Hormônios Vegetais
Auxinas Giberelinas
INTRODUÇÃO
Cre resc scim imen ento to e de dese senv nvoolv lvim imen ento toss do doss veg eget etaais is:: Fatore Fato ress ex exte tern rnos os:: luz (energia solar), dióxido de carbono, água e minerais, temperatura, comprimento do dia e gravidade. Fatores internos: fitormônios (substâncias químicas que atuam sobre a divisão, elon el onggaç ação ão e di dife fere rennci ciaç ação ão ce celu lula lar) r)..
O que é um hormônio vegetal?
É um composto orgânico de ocorrência natural, produzido na planta, o qual a baixa concentração promove, inibe ou modifica processos morfológicos e fisiológicos do vegetal.
Auxinas
AUXINAS
Hormônios vegetais produzidos principalmente nas regiões apicais que, transportados para outros locais da planta, participam do seu crescimento e diferenciação. Darwin (1880): precursor da descoberta das auxinas, quando estudou o fototropismo em coleóptiles de alpiste (Phalaris canariensis ).
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Figura 1- Experimentos fototrópicos realizados por Darwin no século XIX com coleóptilos de alpiste. Fonte: Kerbauy (2004).
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1926: Went isolou auxinas dos ápices de coleóptiles de aveia colocados sobre pequenos cubos de ágar.
Figura 2- Experimentos realizados por Went, em 1926, com coleóptilos de aveia, conhecido como "teste de curvatura do coleóptilo de aveia". Fonte: Kerbauy (2004).
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AUXINAS NATURAIS
Figura 3- Estruturas de três auxinas naturais. Fonte: Taiz & Zeiger (2004).
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AUXINAS SINTÉTICAS
Figura 4- Estruturas de duas auxinas sintéticas. Fonte: Taiz & Zeiger (2004).
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METABOLISMO DO AIA
BIOSSÍNTESE DO AIA Principais locais de síntese: meristemas apicais, folhas jovens, frutos e sementes em desenvolvimento.
Existem múltiplas rotas de síntese do AIA. AIA: sintetizado a partir do aminoácido triptofano, possivelmente por várias rotas de conversão.
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CONJUGAÇÃO DO AIA
Figura 6- Estrutura química de três auxinas conjugadas. Fonte: Kerbauy (2004).
DEGRADAÇÃO DO AIA
Agentes : Luz Visível, Ácidos, Radiações UV etc... Luz Visível: pode ser aumentada pela riboflavina (Ribf)
. Rotas de degradação do AIA: ( A ) via das peroxidases (AIA-OXIDASES) ou descarboxilativa; ( B ) via não-descarboxilativa. Esta última é a de ocorrência mais freqüente nas plantas. Fonte: Kerbauy (2004).
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DEGRADAÇÃO DO AIA
Figura 7- Esquema simplificado das possíveis rotas de síntese, conjugação e degradação do AIA. Fonte: Kerbauy (2004).
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TRANSPORTE DA AUXINA
Transporte basípeto.
Transporte polar (unidirecional).
Ápice caulinar: fonte principal de auxina para toda a planta. Afeta o alongamento do caule, a dominância apical, a cicatrização de lesões e a senescência foliar.
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Figura 8- Esquema do ensaio dos blocos de ágar doador e receptor para
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TRANSPORTE DA AUXINA
Nas raízes: movimento acrópeto ocorre através do parênquima xilemático. Principal via de acesso ao ápice radicular faz-se por meio do tecido floemático. Movimento basípeto radicular: regula alongamento das células radiculares.
o
Esquema de uma planta mostrando a chegada de AIA na raiz pelo cilindro vascular (transporte acrópeto) e sua redistribuição parcial pelo córtex e epiderme (transporte basípeto), atingindo a região de alongamento radicular. Fonte: Kerbauy (2004).
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EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS AUXINAS DIVISÃO CELULAR “Decisão" de uma célula individual:
Se dividir (entrar no ciclo celular).
Permanecer em repouso (G0 ).
Se diferenciar.
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Figura 9- Vias de sinalização que acoplam a percepção do meio ambiente com o controle da divisão celular. Fonte: Kerbauy (2004). CDK/a= cinases dependentes de ciclinas tipo a; que é ativada por ciclina específica do
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ALONGAMENTO CELULAR 1. A absorção osmótica da água pela MP é acionada por um ΔΨw. 2. A pressão de turgor aumenta devido à rigidez da PC. 3. Ocorre o afrouxamento bioquímico da parede, permitindo à célula expandir-se em resposta à pressão de turgor. TC = taxa de crescimento
TC = m (ΨP – Υ)
ΨP Υ
= pressão de turgor
= limiar de cedência
m = coeficiente (extensibilidade da parede)
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Hipótese do crescimento ácido 1. Ativação de H+-ATPases membrana plasmática e/ou,
preexistentes
na
2. Síntese de novas H+-ATPases de membrana plasmática.
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Figura 10- Modelo de acidificação da PC induzida por AIA. Fonte: Kerbauy (2004).
Figura 11- Cinética do alongamento e da acidificação da parede celular induzidos por AIA, em coleóptilos de milho. Fonte: Taiz & Zeiger (2004).
Expansinas (causam afrouxamento da PC) expandindo-a.
Por meio do aumento da atividades de HIDROLASES: celulases, hemicelulases, glucanases e pectidases.
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Continuidade do crescimento 1. Aumentos na absorção de solutos osmóticos (potássio, por exemplo). 2. Atividade de certas enzimas relacionadas com a biossíntese de polissacarídeos de parede. 3. Pode induzir a síntese de outros hormônios (AG1). Ação sinergística com AIA – O AG participa do síntese de XET (xiloglucanoendotransglicosidase): modificação do arranjo dos xiloglucanos na PC. 4.Término do crescimento: maturação da célula/aumento da rigidez da parede celular.
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DOMINÂNCIA APICAL
Habilidade que a gema apical tem de inibir o crescimento das gemas laterais. Despontamento ou Decapitação: técnica comum entre os horticultores para obtenção de plantas ramificadas, ou, ainda, em miniatura, como o bonsai.
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Figura 12- Esquema mostrando o efeito da aplicação de auxina na gema decapitada. Fonte: www.itaya.bio.br/BotanicaIII/HORMÔNIOS2006.pdf.
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Figura 13- A auxina inibe o crescimento da gemas axilares em plantas de feijão (Phaseolus vulgaris ). Fonte: Taiz & Zeiger (2004).
COMO OCORRE ???? 1.
2.
MODELO DE INIBIÇÃO DIRETA: é a mais aceita: [AIA] na gema axilar é MENOR que na gema caulinar: fluxo inibe (concentração supra ótima) MODELO DA RELAÇÃO COM OUTROS HORMÔNIOS (CITOCININAS e ABA): presença no ápice impede o deslocamento de CC produzida na raiz ou a [ABA] é maior na gema axilar com a presença de AIA na gema apical e inverte quando o ápice é removido.
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FORMAÇÃO DO GANCHO APICAL
Figura 14- Plântula de feijoeiro com formação do gancho apical. Fonte: Kerbauy (2004).
DESENVOLVIMENTO RADICULAR
Origem: transporte polar. Síntese de novo : ápice da raiz. Região de formação das raízes laterais: acima da região dos pelos absorventes na raiz primária e as células responsivas ao AIA são as do PERICICLO: início do processo de divisão celular, formando o primórdio da raiz lateral.Atravessa a córtex, emergindo através da epiderme. Horticultura: estímulo de raízes adventícias em estacas: PROPAGAÇÃO VEGETATIVA DE PLANTAS POR ESTAQUIA. Auxina penetra pelo corte – absorvida – induz a resposta. AIA, AIB e ANA.
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DESENVOLVIMENTO RADICULAR
Figura 15- Corte longitudinal de raiz primária de Eichhornia , mostrando o desenvolvimento de uma raiz lateral. Fonte: Kerbauy (2004).
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DESENVOLVIMENTO DE FLORES E FRUTOS
Não se conhece ao certo o papel das auxinas na formação de flores.
Bromeliaceae: apresentam uma resposta de floração intensa (ANA).
Efeito devido ao etileno, cuja formação é estimulada pela auxina. MET-SAM-ACC-ETILENO
Aplicação de baixas concentrações de auxina promove a formação de flores.
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Crescimento dos frutos: auxina liberada pelas sementes em formação.
Frutos partenocárpicos: pulverizando-se auxina sobre flores não fecundadas.
Figura 16- Esquema mostrando o a formação de frutos sem sementes a partir da aplicação de AIA Fonte: http://www.herbario.com.br/cie/universi/creveg.htm
