Tema 14 - Escuela Técnica Superior de Ingeniería ... PDF/Tema 14d... · El etileno, es un...
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Diapositiva n: 1
Tema 14: Reguladores del Crecimiento.
4. El etileno
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Copyright: Francisco Jos Garca BreijoUnidad Docente de Botnica. ETSMRE, UPV
Biologa y Botnica. Tema 14Diapositiva n: 2
NDICEElEtileno:
Historia
Estructuraqumica
Efectosfisiolgicos
Iconos
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Historia(1)
Eletileno,esuncompuestoqueseconocadesdeantiguoysesabansusefectossobreelcrecimientomuchoantesdequeselerelacionaseconlaauxina;eraconsideradoyacomounafitohormona.
EletilenofueusadoenlaprcticadesdeelantiguoEgipto,endondesetratabancongasloshigosparaestimularsumaduracin.
EnlaantiguaChinasequemabainciensoenlocalescerradosparaincrementarlamaduracindelasperas.
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Historia(2)
Lahistoriabotnica deletilenoseremontaalsigloXIX,cuandolasciudadesseiluminabanconlmparasdegas.EnAlemania,sedemostrqueelgasqueseperdadesdelaslmparasdegaseraelprincipalcausantedeladefoliacinqueocurraenlosrbolesqueseencontrabanenlascalles.
Wiesner (1878):curvaturasynutacionesprovocadasentallosdeplntulas.
Molish (1884):efectodelgasdelalumbradoenladefoliacindelosrbolesdesombra.
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Historia(3)
Dimitri Neljubow (1901): identificaaletilenoyalacetilenocomocomponentesactivosdelgasdelalumbrado.
Eletilenoinducadefoliacindelosrboles.
Eletilenoyelcrecimientohorizontaldelasplntulasdeguisante:latriplerespuesta:
Reduccindelaelongacin.
Aumentodelaexpansinradialdeltallo.
Orientacinhorizontaldeltallo(gravitropismonegativo).
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Historia(y4)LaprimeraindicacindequeeletilenoeraunproductonaturaldelostejidosvegetalesfuedescritaporH.H.Coussin en1910.Coussin observquecuandosemezclabannaranjasconbananasenelmismocontenedor,lasbananasmadurabanprematuramente.
En1917,Doubt descubriqueeletilenoestimulabalaabscisin.
En1934,R.Gane identificaletilenoqumicamentecomounproductonaturaldelmetabolismodelasplantas,ydebidoasusefectossobreeldesarrollodelasmismasseleclasificcomounafitohormona.
En1935,Crocker propusoqueeletilenoeralahormonavegetal responsabledelamaduracindelosfrutos.
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Estructuraqumicadeletilenoybiosntesis(1)Esunhidrocarburoinsaturadogaseoso dePM:28.05,incoloro,inflamable,solubleenaguaymsligeroqueelaire.Biosntesis.Seproduceprincipalmenteenrganossenescentes,frutosenmaduracin,tejidosendivisinoexpansin,...
Sedeterminafcilmenteporcromatografagaseosa.Labiosntesissedesarrollaapartirdelaminocidometionina atravsdeunavabienconocida.
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Estructuraqumicadeletilenoybiosntesis(y2)Elestrsylaproduccindeetileno.
Estcomprobadoquedistintassituacionesestresantesparalasplantasinducenenellaslaproduccindeetileno:
agresinqumica,sequa,encharcamiento,radiacin,picadurasporinsectos,enfermedades,heridastraumticas,etc.
Eletilenodeestrsesdeorigencelularysloseproduceporclulasvivas.
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Efectosfisiolgicosdeletileno
Lamaduracin delosfrutos.
Laabscisin.Eletilenoylaauxina.
Estimulalasenescencia floralyfoliar.
Epinastia enhojas.
Laexpresinsexual.Inducefeminidad floralenplantasdioicas.
Rompelalatencia.
Estimulaelcrecimientoyladiferenciacinentallosyraces(triplerespuesta).
Induceformacinderacesadventicias.
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Lamaduracindelosfrutos(1)
Eletilenotieneunpapelesencialenlamaduracindelosfrutos.
Frutoclimatrico:frutosquemaduranenrespuestaalapresenciadeetileno(sufrenunaumentobruscoenlaproduccindeetileno).
Frutonoclimatrico:aquellosdondelamaduracinnodependeesencialmentedelapresenciadeletileno(lacantidaddeetilenoquedesprendenesmuypequeaycontinuada).
Unacantidaddeetilenoentre0.1a1pl/lestimularalamaduracindeunfrutoclimatrico(manzanas,peras,...)peronoloharaenfrutosnoclimatricos(uvas,cerezas,...)
lafaltadeproduccinpropiadegiberelinas.
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Lamaduracindelosfrutos(2)
Inicialmenteserelacionabaclimaterioconrespiracin.
Frutoclimatrico:sufraunimportanteincrementoensutasarespiratoria;frutonoclimatrico:nosufraeseincrementobruscoensutasarespiratoria.
Elprocesodelamaduracin.
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Laabscisinderganos
Eslaseparacindeunrganoopartedelaplantadelcuerpoprincipal.
Esunprocesomuyimportanteenagriculturapuestoquelaabscisinonodeflores,frutos,yhojasinfluyeenlaproduccinyrendimientodelasoperacionesderecoleccindelascosechas.Eletilenoestimplicadoenlainduccinalaabscisin
seproduceunincrementoensusntesisenlaszonasquevanasufriresteproceso.Eltratamientoexgenoconetileno(p.e.,conetephon)deunapartedelaplantainducelaabscisinenlamisma.Lainhibicindelasntesisdeetilenoinhibetambinlosprocesosdeabscisin.
Laauxina,engrancantidad,inducelasntesisdeetileno
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Lasenescencia
Conjuntodeprocesosmetablicosqueprecedenalamuertedeunaclula.Esunperiodoqueabarcadesdelamadurezdeunaparteurganodelaplantahastasumuerte.
Estcaracterizadoporprocesosdegradativos,fundamentalmentede:laclorofila,protenascelulares,ARN,etc.
Sehademostradoquelaproduccindeetilenoseincrementadurantelasenescenciayquelaaplicacinexgenadelmismotambinlainduce.
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Diapositiva n: 14
Esquemas y Figuras
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Tamao inicial
ETILENO (ppm)
0.00 0.005 0.010 0.020 0.040 0.080 0.160 0.320 0.640
Efectodeletilenosobreelcrecimiento. Unincrementoenlaconcentracindeetilenoproducesobrelaplntuladelguisante(Pisumsativum)unacortamiento,unengrosamiento,yunatendenciaalcrecimientohorizontal(triplerespuesta)deltallitodelamismaamedidaquelaconcentracindelahormonaaumenta.
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ATPPPi + Pi
Metionina
Adenosina
S-Adenosilmetionina (SAM)
Adenosina
Promueven la sntesis de etileno
Etapa limitante de la ruta ACC sintasa
ribosa
Adenina
CO2
O2
Maduracin de frutosSenescencia floral[AIA]Daos fsicosCongelamientoStress hdrico (sequa)Encharcamiento
cido 1-Aminociclopropano-1-carboxlico (ACC)
n-Malonil-ACC (M-ACC)
Etileno
O2
AnaerobiosisDesacopladoresCo2+Temp. > 35C
Inhiben la sntesis de etileno
Maduracin
Promueve la sntesis de etileno
Metionina adenosil transferasa
ACC oxidasa oEnzima Formadorade Etileno (EFE)
ACC N-Maloniltransferasa
AVG y AOA Inhiben
AVG = AminoetoxivinilglicinaAOA = cido aminoxiactico
BiosntesisdelEtileno
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- Prdida de clorofila; desmantelamiento del aparato fotosinttico.- Acumulacin de carotenoides: -Caroteno, Licopeno, ...- Sntesis de pigmentos antocinicos.
- Alteraciones en la composicin de las paredes celulares.- Solubilizacin de celulosa y pectinas.- Degradacin del almidn.
- Acumulacin de azcares y cidos orgnicos.- Produccin de compuestos voltiles.
Color
Textura
Aroma y sabor
FSICO
- Aumento respiratorio.- Sntesis y produccin de etileno.- Metabolismo del almidn y de los cidos grasos.- Alteracin en la regulacin de rutas metablicas.
METABOLISMO
- Desaparicin de ARNm y protenas sintetizadas antes de iniciarse la maduracin.
- Aparicin de nuevos ARN especficos para la maduracin.- Sntesis de novo de enzimas que catalizan cambios tpicos de la maduracin.
EXPRESINGNICA
Tipo de cambio Consecuencias
Cambiosquetienenlugardurantelamaduracindelosfrutos
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Efectodeletilenosobrelamaduracindelosfrutos. Lacajadetomatesdeladerechafuemantenidadurante3dasenunahabitacinconunaatmsferaquecontena100ppmdeetileno.Lacajadelaizquierdafuemantenidaenunaatmsferanormal,sinetileno.
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MANZANAALBARICOQUE
AGUACATEPLTANO
CHIRIMOYAHIGO
MELNMELOCOTN
PERATOMATESANDA
CEREZACALABAZA
UVAPOMELO
PIALIMN
NARANJAMANDARINA
FRESAACEITUNA
JUDA
CLIMATRICOS NO CLIMATRICOS
Clasificacindelosfrutosporsucomportamientodurantelamaduracin
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MANZANA ......................MELOCOTN .................AGUACATE ....................PLTANO .......................TOMATE .........................LIMN .............................NARANJA .......................PIA ................................CIRUELA ........................
25 - 2,5000.9 - 20.7
29.8 - 74.20.05 - 2.13.6 - 29.80.11 - 0.170.13 - 0.320.16 - 0.400.14 - 0.23
FRUTOS Concentracin interna de etileno (l/l)
Concentracininternadeetilenoenvariosfrutosclimatricosynoclimatricos
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Auxina
(A) Fase de mantenimiento de la hoja
La auxina previenela produccin de enzimasdigestivas en la zonade abscisin
(B) Fase de induccin a la abscisin
Auxina
EtilenoEl etileno reduce el transportede auxina y promueve la senes-cencia y la abscisin foliar.
(C) Fase de abscisin Capa de separacin
Amarilleamiento
Eletilenoylaabscisin
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AbscisinfoliarenPlatanussp.Laabscisinfoliaresunprocesomuyinfluidoporeletileno.
Etilenoyabscisin
HojasdeQuercus sp. trassuabscisin.Seobservanlastpicastonalidadesrojoanaranjadasdebidasalaprogresivadegradacindelasclorofilas.
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40
30
20
10
0
nl x
g-1
x h-
1de
etil
eno
Produccin de etileno en flores de Ipomea a lo largo del desarrollo
Med
io a
bier
ta
Abi
erta
Lige
ra m
arch
itez
Mar
chite
z to
tal
Sene
scen
cia
Produccin de Etileno y Senescencia
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Epinastia de hojas causada por el etileno. La planta de Coleus de la derecha fue expuesta durante 2 das a una atmsfera de etileno; la planta de la izquierda era un control.
Etilenoyepinastia
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Biologa y Botnica. Tema 14Diapositiva n: 26
IconosDiapositivasiguiente.Diapositivaanterior.Volveralaltimadispositivamostrada.Iralaltimadispositivadeltemaactual.Iralaprimeradiapositivadeltemaactual.IralndicegeneraldetemasdelaParteIyIIIralndicegeneraldeltemaactual.Informacin.Activarvideo.Hacerclickconelratnparacontinuar.Hacerclicksobreeliconoparaveraumentado.Verfotografa.
M 01 i
Tema 14: Reguladores del Crecimiento.NDICEHistoria (1)Historia (2)Historia (3)Historia (y 4)Estructura qumica del etileno y biosntesis (1)Estructura qumica del etileno y biosntesis (y 2)Efectos fisiolgicos del etilenoLa maduracin de los frutos (1)La maduracin de los frutos (2)La abscisin de rganosLa senescenciaEsquemas y FigurasNmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Iconos