ciclos biológicos de las plantas...formación de órganos (cultivo in vitro) cinetina...
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Curso: Capacitación en técnicas de propagación vegetal
Ciclos Biológicos de las plantas
Docente: Dra Virginia Luquez
Curso: Capacitación en técnicas de propagación vegetal
Clase 2. Contenidos
1 . Ciclo de vida de las plantas.
2. Hormonas que afectan la propagación de plantas.
3. Desarrollo reproductivo.
Curso: Capacitación en técnicas de propagación vegetal
Clase 2. Contenidos
1 . Ciclo de vida de las plantas.
ADN doble hélice
El ADN está formado por 4 clases de componentes: los nucleótidos
A: adeninaG: guaninaC: citocinaT: timina
La información genética está contenida en el orden de los
nucleótidos
La información genética está contenida en el ADN de las células
Taiz & Zeiger 3ra edición
Cromatina
Nucleosoma
Cromatina
desordenada
Cromatina condensada: cromosoma
ADN
En los eucariotas, el ADN es una
molécula muy larga y esta plegado formando la cromatina
Cuando la célula se divide se
distinguen los cromosomas
Cada especie tiene un número típico de cromosomas que son visibles al dividirse la célula
De acuerdo al número de cromosomas, las células pueden ser:
Haploides: un juego de cromosomas (n).
Diploides: dos juegos de cromosomas, uno proveniente de la madre y otro del padre (2n): cromosomas homólogos.
Figure 17-47 (part 2 of 2) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Origina 4 células con la mitad del
número de cromosomas que la
célula madre: las gametas
Origina 2 células con el
mismo número de
cromosomas que la
célula madre
Las células se pueden dividir por mitosis y meiosis
Cuando se fusionan la gametas, se forma una célula 2n: la cigota que combinará los genes de ambos padres
Arvejas de Mendel:
Semilla amarilla lisa x
semilla verde arrugada
Gen Y: color amarilloGen y: color verde
Gen r: semilla arrugadaGen R: semilla lisa
2 tipos de propagación en las plantas:
-Propagación sexual: por medio de las gametas, implica meiosis.
Los hijos son genéticamente distintos a la planta madre
-Propagación asexual o vegetativa: no hay meiosis ni gametas.
Los hijos son genéticamente idénticos a la planta madre (clones)
Meiosis
Fecundación
Gametofito (n)
Esporofito (2n)
Ciclo de vida natural de una planta terrestre: alternancia de generaciones haploides y diploides
Mitosis
Mitosis
Gametas (n)
Cigota
(2n)
Esporas
(n)
Esporangio (2n)Embrión (2n)
Algas antecesoras de las plantas terrestres
(Carofitas)
Briofitas (Musgos) Pteridofitas (helechos) Gimnospermas Angiospermas
Plantas terrestres
Esporofito (+), tejido de conducción (plantas vasculares)
Plantas con semilla
Plantas con flores
Imágenes: http://botanystudies.com
Plantas terrestres: principales grupos
Gametofito(+)
Plantas vasculares: predomina el esporofito, el gametofito se va reduciendo cada vez mas
Musgos: el gametofito es la generación mas desarrollada, el esporofito depende del gametofito
Esporofito
Algas antecesoras de las plantas terrestres
(Carofitas)
Briofitas (Musgos) Pteridofitas (helechos) Gimnospermas Angiospermas
Plantas terrestres
Esporofito (+), tejido de conducción (plantas vasculares)
Plantas con semilla
Plantas con flores
Imágenes: http://botanystudies.com
Plantas terrestres: principales grupos
Gametofito(+)
Pteridofitas (helechos y afines): diferenciadas en raíces, tallos y hojas (frondes), no tienen semilla.
Nephrolepis “helecho serrucho”, Vivero Di Carlo
Asplenium , vivero
Di Carlo
Helecho arborescente
Adiantum
“culandrillo”
Ciclo de un helecho (sin semilla): el gametofito necesita humedad
Hartmann & Kester
Plant Propagation 2014
Meiosis
Propagación de helechos
Esporas: muy lento
Asexual: rizomas, hijuelos
Cultivo de meristemas (escala comercial)
Gimnospermas: tienen semillas, pero no flores.
Cycas revoluta “cica”
planta tóxica
Coníferas
Araucaria
Gingko biloba “gingko”
Pino
Secuoya Abeto
Gimnospermas: tienen megaesporangios y microesporangios asociados a hojas modificadas (esporofilos) que se pueden agrupar en estróbilos
(conos).
micrópila
Nucelo = megaesporangio
tegumento
Una célula por meiosis origina una megaspora y esta
el megagametofito
Óvulo: luego de la fertilización se convierte en semilla
Estróbilo femenino
Gimnospermas: tienen megaesporangios y microesporangios asociados a hojas modificadas (esporofilos) que se pueden agrupar en estróbilos
(conos).
Estróbilo masculino
Microesporangio: por meiosis se producen las
microsporas que originaran el
microgametofito (grano de polen)
Ciclo de un pino (Gimnosperma, con semilla)
Hartmann & Kester
Plant Propagation 2014
Propagación de Gimnospermas
Semillas (ginkgo y cicas: plantas femeninas y masculinas)
Ginkgo masculino Ginkgo femenino Semillas maduras
Cica masculina Cica femenina Semillas maduras
Propagación de Gimnospermas
Semillas (coníferas)
Cono de Araucaria con semillasCono femenino de ciprés con semillas
Conos masculinos de ciprés
Conos carnosos de enebro (Juniperuscommunis)
Propagación asexual de Gimnospermas
1. Estacas (alto grado de fallas)
Ej: Juniperos (enebro)
2. Hijos (cicas)
3. Acodos
4. Injerto (coníferas variegadas)
5. Cultivo in vitro
Angiospermas: con semillas, flores con verticilos: sépalos, pétalos, estambres y carpelos.
Los óvulos originan las semillas y el ovario el fruto
Ciclo de una angiosperma (con semilla)
Hartmann & Kester
Plant Propagation 2014
Tradicionalmente, las Angiospermas se dividen en Monocotiledóneas y Dicotiledoneas.
Monocotiledóneas Dicotiledóneas
Rosas
PassifloraOrquídeas
Palmera
GirasolGramíneas
Principales diferencias entre Mono y Dicotiledóneas
Monocotiledóneas-Embrión con 1 cotiledón *
-Flores con 3 piezas florales o múltiplos de 3
-Hojas con venas paralelas
Dicotiledóneas-Embrión con dos cotiledones *
-Flores con 4 -5 piezas florales o múltiplos de 4-5
-Hojas con venas reticuladas
Algunas Angiospermas consideradas tradicionalmente como Dicotiledóneas (3% de las
Angiospermas) para algunos clasificacionesmodernas se consideran aparte (no serian ni Mono
ni Dicotiledóneas)
Magnolia
Irupé
Apomixis: el embrión de la semilla se desarrolla a partir de una célula 2n, sin meiosis ni fertilización.
Las plantas que se originan de esta manera son clones de la planta madre.
Ocurre en distintas especies: citrus, mango, rosas, gramíneas.
Propagación de Angiospermas : algunas particularidades
Embriogénesis somática: un grupo de células 2n origina un embrión, sin meiosis y sin formación de gametas.
Los hijos son genéticamente idénticos a la planta madre.
Bryophyllum (en el borde de las hojas)
Propagación de Angiospermas : algunas particularidades
Curso: Capacitación en técnicas de propagación vegetal
Clase 2. Contenidos
1 . Ciclo de vida de las plantas.
2. Hormonas que afectan la propagación de plantas.
Hormonas: Características
# Sustancias naturales sintetizadas por las plantas
# Transmiten información entre diferentes órganos de la planta
# Regulan procesos fisiológicos
Reguladores:
Sustancias sintéticas que tienen acción hormonal.
En la propagación se usan reguladores
Hormonas importantes en la propagación de plantas
*Auxinas
*Giberelinas
*Citocininas
*Etileno
*Acido Abscísico
Auxinas
- Necesarias para el crecimiento, la división celular y formación de órganos (cultivo in vitro)
- Favorecen la formación de raíces adventicias en estacas (“hormona de enraizamiento”)
Ácido indol acético (AIA)
Hormona
Ácido naftalen acético (ANA) Ácido indol butírico (AIB)
Giberelinas
- Promueven el crecimiento de la planta entera
- Promueven la floración en plantas en roseta (“hormona
de floración”)
- Promueven la germinación de semillas
- Promueven la brotación de yemas
Ácido Giberélico (AG3)
Citocininas
-Regulación de la división celular y la formación de órganos (Cultivo in vitro)
Cinetina Bencilaminopurina (BAP)
Etileno
- Respuestas a diversos tipos de estrés (sequía, inundación, etc.)
- Promueve la maduración de algunos frutos
- Promueve la formación de raíces adventicias y la germinación (en algunas especies).
- Provoca la caída de hojas, flores y frutos (abscisión)
Etileno: gaseoso Ethrel o Etefón: regulador que se aplica como líquido
y se convierte en etileno al ingresar a la planta
Acido Abscísico (ABA)
- Promueve el cierre de los estomas (estrés por sequía)
- Inhibe la germinación de semillas y la brotación de yemas
Regulación de la dormición y brotación de yemas en árboles de hoja caduca: controlada por el balance de giberelinas, ABA, temperatura y duración del día.
Modificado de: Falavigna VS, Guitton B, Costes E and Andrés F (2019)
Front. Plant Sci. 9:1990. doi: 10.3389/fpls.2018.01990
Período de crecimiento
Período de reposo
Regulación de la dormición y brotación de yemas en árboles de hoja caduca.
Crecimiento activo
Contenido de Giberelinas
Yemas en dormición
Brotación de yemas
Contenido de ABA
Bajas temperaturas
Altas temperaturas
Otoño Invierno PrimaveraVerano
Inducción de la dormición
Días cortos
Bajastemperaturas
Crecimiento reducidoen un duraznero cuyosrequerimientos de fríopara la ruptura de ladormición sólo fueronparcialmentesatisfechos debido a uninvierno templado.El efecto se puede revertir aplicando giberelinas.
Propagación por estacas:
Algunas especies leñosas necesitan un tiempo de frío para romper la dormición de las yemas (importante en que momento del año se toman
las estacas para propagar)
Curso: Capacitación en técnicas de propagación vegetal
Clase 2. Contenidos
1 . Ciclo de vida de las plantas.
2. Hormonas que afectan la propagación de plantas.
3. Desarrollo reproductivo.
Etapas en el ciclo del esporofito:
1. Embriogénesis
2. Fase vegetativa
3. Fase reproductiva
Proceso a partir del cual una única célula (cigota) se convierte en una estructura multicelular: el embrión, que al germinar la
semilla origina una plántula.
1. Embriogénesis
Taiz y Zeiger 3ra edicion
Crecimiento en la etapa vegetativa:
el meristema apical origina tallo
y hojas
(fitómero)
2. Fase vegetativa
Meristema Apical
Vegetativo
Meristema Apical
Reproductivo
3. Fase reproductiva
Ápice
vegetativo
en cebada
Ápice
reproductivo
en cebada
Meristemas: se convierten en reproductivos (originan una flor o inflorescencia en vez de un fitómero)
Las plantas se pueden clasificar en:
*Anuales: completan su ciclo de vida en una estación de crecimiento.
*Bianuales: viven dos estaciones de crecimiento, la primera vegetativa y la
segunda estación florecen.
*Plurianuales: viven más de dos estaciones de crecimiento
Las plantas se pueden clasificar en:
Monocárpicas: florecen una vez y luego mueren (todos los meristemas pasan de
vegetativos a reproductivos)
Policárpicas: florecen más de una vez (no todos los meristemas se diferencian a
reproductivos).
Agave: planta plurianual monocárpica
Factores internos
Etapa juvenil: etapa del ciclo de vida en que las plantas no florecen aunque las condiciones
ambientales sean favorables
•Puede haber características morfológicas particulares (espinas, diferente morfología de hojas)
Acacia heterophylla
Hojas juveniles y adultas en Eucalyptus
Duración de la etapa juvenil: varía según la especie.
Injerto: para acelerar la floración
Taiz y Zeiger 3rd edition
Especie Duración de la etapa juvenil
Rosa híbrida 20 - 30 días
Vid 1 año
Manzana 4 - 8 años
Citrus 5 - 8 años
Hiedra 5 -10 años
Secuoya 5 – 15 años
Roble 25 - 30 años
Haya 30 – 40 años
Factores externos (ambientales):
-Fotoperiodismo: repuesta a la duración del día
-Vernalización: promoción de la floración por bajas temperaturas
(0-10°C)
Factores ambientales:
-Vernalización:
-“primaverización”. Promoción de la floración por bajas temperaturas (0-10°C)
No todas las plantas requieren vernalización
Modificada del web-site de Caroline Dean
La vernalización se descubrió originalmente en trigos de invierno que requerían vernalización + días largos para florecer (sembrados en otoño)
Las variedades que no requerían vernalización florecían si eran plantadas en primavera
Plantas bianuales: requieren vernalización
-Fotoperíodo: duración relativa de las horas de luz y oscuridad
Plantas de día largo (PDL): florecen si la longitud del día es mayor al límite crítico.
Ej: espinaca, conejito, remolacha, trigo.
Plantas de día corto (PDC): florecen si la longitud del día es menor al límite crítico.
Ej: crisantemo, estrella federal, arroz, soja.
Plantas neutras: son indiferentes al fotoperíodo.
Ej: tomate, pepino, poroto.
De acuerdo a la respuesta al fotoperíodo, las plantas pueden ser:
Plantas de día largo (PDL): espinaca
Plantas de día corto (PDC): crisantemo
DC DL DC DL
La respuesta fotoperiódica permite manipular la floración.
Taiz y Zeiger 3ra edición
Lo importante es la longitud de la noche, no la longitud del día. La interrupción de la noche altera la respuesta pero no la
interrupción del día.
Taiz y Zeiger 3ra ediciónPDC: planta de día corto
PDL: planta de día largo
Las plantas “sensan” la duración de la noche, no del día
Plantas de día largo = Plantas de noche corta
Plantas de día corto = plantas de noche larga
Los días cortos inducen la tuberización.
Papa.
Dalias.
Para florecer, la planta tiene que cumplir los requerimientos en el
orden:
- Etapa juvenil
- Vernalización *
- Fotoperíodo *
* En caso que se requieran
Semilla
Germinación
Fase
Juvenil
Transición
Fase Adulta
Floración
Cigoto
♀ + ♂
Fase
Embrionaria
Yemas
Estaca
CICLO
ASEXUAL
Fase
Vegetativa
Fase
Reproductiva
CICLO SEXUAL
Injertación
Acodo
Plantín
Planta
Injertada
Propagación sexual y asexual en las plantas
Muchas gracias por su atención!