Hormônios endógenos e biorreguladores - Paulo R. C. Castro
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO PAULO R. C. CASTRO ESALQ/USP CANA-DE-AÇÚCAR: HORMÔNIOS E REGULADORES HORMÔNIOS VEGETAIS Flor – AX, BR Meristema – AX, GA, BR Folha jovem – AX, GA Caule jovem - GA Semente imatura – AX, GA, ABA, BR, JA Frutos – ABA, ET, JA Folha adulta – ABA, ET, JA Raiz – CK, ABA HORMÔNIOS E REGULADORES VEGETAIS • Auxinas • Dominância apical • Giberelinas • Promove crescimento do entrenó • Citocininas • Promove divisão celular • Retardantes (Moddus, Curavial, Ethrel) • Restringem florescimento • Promovem maturação • Síntese de etileno OUTRAS SUBSTÂNCIAS HORMONAIS • Brassinoesteróides • Proteção contra patógenos e condições de estresse • Envolvido com alongamento e divisão celular • Florescimento? Florígeno? • Jasmonatos • Promove senescência • Poliaminas • Proteção contra estresses • Sinalizadoras de senescência • Salicilatos (ácido salicílico) • Estimula florescimento • Aumenta resistência à doenças • Inibe produção de etileno HORMÔNIOS TÊM MECANISMOS DE AÇÃO SEMELHANTES citoplasma Síntese Percepção Transdução do sinal Mensageiros secundários Hormônio Indução gênica Genes responsivos ao hormônio Receptor Ação Membrana Plasmática ALONGAMENTO CELULAR ATIVAÇÃO DE EXPANSINAS Hipótese da ativação Mensageiro 2ário RER C.G. Processamento de proteína Hipótese de síntese Vesícula H+-ATPase AUXINAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS • Crescimento e alongamento celular • Divisão celular em cultura de tecido (c/ citocinina ) • Rizogênese – estaca caulinar • Tropismo • Dominância apical • Inibe a abscisão folhas e frutos • Em altas concentrações tem efeito herbicida • Retarda o amadurecimento dos frutos • Induz frutos partenocárpicos (tomate, pepino, morango) AUXINAS • Auxinas naturais • IAA: ácido indolil-3-acético • 4 CI-IAA: ácido 4-cloroindol-3-acético • IBA: ácido indol-3-butírico (mostarda e milho) • Auxinas sintéticas • 2,4 – D: ácido 2,4 - diclorofenoxiacético • Dicamba: ácido 2-metóxi-3,6-diclorobenzóico TRANSPORTE DE AUXINAS • Transporte polar: ápice base • Também tem transporte não polar, no floema, por exemplo, alcançando a ponta da raiz • Inibidores do transporte de auxinas • NPA: ácido 1-N-naftilftalâmico • TIBA: ácido 2,3,5-triiodobenzóico GIBERELINAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS • Hiperalongamento do caule (divisão e alongamento celular) • Alongamento do caule em plantas em roseta • Substitui a luz ou o frio (floração/germinação) • Induz síntese de enzimas em sementes • ex. -amilase • Quebra da dormência (antagonismo ABA) GIBERELINA – ALONGAMENTO CELULAR GIBERELINA EM CANA-DE-AÇÚCAR (INVERNO) Com GA Sem GA ÁCIDO GIBERÉLICO – ALTURA DAS PLANTAS (cm) ÁCIDO GIBERÉLICO – PRODUÇÃO CITOCININAS – EFEITOS FISIOLÓGICOS •Divisão celular •Morfogênese (em meio cultura gemas caulinares) • Induz gemas laterais (quebra dominância apical) •Retarda senescência foliar, ao estimular a movimentação de nutrientes e promover a síntese de clorofila e evitar sua degradação AUXINA E CINETINA EM CULTURA DE TECIDO Cinetina (mg L-1) IAA (mg L-1) ETILENO – EFEITOS FISIOLÓGICOS • Amadurecimento de frutos • Epinastia foliar • Formação de gancho plumular • Quebra de dormência de gemas e sementes de algumas espécies • Promove alongamento de espécies vegetais aquáticas submersas • Formação de raízes e pêlos radiculares • Indução à floração em abacaxi • Reversão sexual em pepino • Senescência foliar • Mecanismos de defesa ETHEPHON – “ETILENO LÍQUIDO” • É o regulador mais utilizado na agricultura - ácido 2-cloroetilfosfônico • Nome comercial Ethrel® ETILENO E ETHEPHON FORMAÇÃO DE ETILENO REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ETILENO + síntese de etileno Metionina Metionina S-adenosiltransferase Amadurecimento, injúrias, danos de frio, auxinas, etileno, seca, alagamento SAM ACC sintase ACC Amadurecimento Injúrias ACC oxidase + O2 Etileno REGULAÇÃO DA PRODUÇÃO DE ETILENO + síntese de etileno Metionina - Síntese de etileno Metionina S-adenosiltransferase Amadurecimento, injúrias, danos de frio, auxinas, etileno, seca, alagamento SAM ACC sintase ACC Amadurecimento Injúrias ACC oxidase + O2 Aminoetoxivinilglicina Ácido aminooxiacético Anaerobiose Cobalto (Co+2) Ácido salicílico Temperatura > 35oC Etileno CO2 alto MECANISMO DE AÇÃO DE ETILENO MATURADORES DE CANA-DE-AÇÚCAR: ESTRESSE MODIFICADOR DE PARTIÇÃO DE FOTOASSIMILADOS SÍNTESE DE AMIDO E DE SACAROSE RESPOSTA AO ETHEPHON • Eficiente Variável Emergência e perfilhamento • • • • • • • • • SP70-1143 SP70-1284 SP 80-185 SP81-1763 RB806043 RB825336 RB835019 RB835486 RB855113 SP71-5368 SP71-6163 SP79-1011 RB72454 RB765418 RB785148 RB855536 SP70-1284 SP71-6163 SP79-1011 RB765418 RB855156 PROCESSO DO FLORESCIMENTO Alta intensidade luminosa (ao menos 12 h) Translocação da haste Diferenciação Período crítico de escuro Acumulação e fixação no ápice Translocação da folha para o ápice Translocação da raiz EVENTOS QUE LEVAM AO FLORESCIMENTO Luz / Escuro Temperatura Folhas e cotilédones Déficit hídrico Alto nível de fitocromo ativo Processos metabólicos e níveis hormonais Síntese ou ativação de complexo translocável ao ápice Vernalização Translocação de complexo causador de florescência ao ápice Atividade metabólica no ápice dependente de luz /escuro Iniciação de primórdio floral no ápice Desenvolvimento de botões, flores e frutos Novo DNA em alto nível AUXINAS – DOMINÂNCIA APICAL EFEITO DA QUEBRA DA DOMINÂNCIA APICAL Remoção ápice planta Remoção fonte enzima Possibilita desenvolvimento brotações laterais Quebra inibição ação auxínica Reduz clivagem xiloglucam Diminui produção oligosacarina INIBIÇÃO DO FLORESCIMENTO EM CANA DE AÇÚCAR COM APLICAÇÃO DE ETHEPHON Ethrel 240 - 2 L/ha AGROQUÍMICOS: ENVOLVIMENTO GÊNICO E FISIOLÓGICOS Alguns agroquímicos Produtividade Clima Solo Cultivar Tolerância/Suscetibilidade Expressão / repressão gênica Bioquímicas Funcionais Estruturais Síntese proteica Alterações Alteração níveis hormonais Ação hormonal Novas proteínas Atividade enzimática Transporte iônico RESUMO TIAMETOXAM MAIOR ATIVAÇÃO ENZIMÁTICA HORMÔNIOS MAIOR GERMINAÇÃO MAIOR DESENVOLVIMENTO RADICULAR E VIGOR MAIOR TEOR DE CITOCININA MAIOR ABSORÇÃO DE ÁGUA E NUTRIENTES MINERAIS MAIOR RESISTÊNCIA ESTOMÁTICA MAIOR METABOLISMO PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO MAIOR RESISTÊNCIA AOS ESTRESSES MAIOR PRODUTIVIDADE DESENVOLVIMENTO INICIAL DE CANA-DE-AÇÚCAR EM RIZOTRONS CANA-DE-AÇÚCAR 245 DAP CRESCIMENTO RADICULAR EM RIZOTRON EFEITO DO TIAMETOXAM NO DESENVOLVIMENTO RADICULAR Testemunha Tiametoxam Testemunha EFEITO DO TIAMETOXAM NO METAXILEMA DE RAÍZES DA SOCA CONTROLE TMX 400 g ha-1 TMX 800 g ha-1 PRODUTIVIDADE CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS ASSOCIADAS À PRODUTIVIDADE DE CANA-DE-AÇÚCAR Parte da planta Característica desejável Efeito na fotossíntese e na produção Perfilhos Vertical Alto perfilhamento Melhor penetração da luz Substituição de plantas mortas Desenvolvimento rápido do IAF Folha Espessa Curta e pequena Ereta Hábito mais ereto Associada a hábito mais ereto Aumento na área iluminada permite IAF maiores Colmos Alta força de dreno para sacarose Firme Alta produtividade Previne acabamento POL % CANA, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES •(Castro et al., 1996) ISOPORIZAÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES PRODUÇÃO, SP70-1143 TRATADA COM MATURADORES Prof. M.J.R. Mutton Obrigado !
