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Fitormônios – Hormônios vegetais Disciplina: Farmacobotânica Prof. Dr. Joan Bruno Monitora: Raísa Laura Fonte: Google imagem CO2 Minerais Fitormônios Fitormônios – Fatores de crescimento e desenvolvimento vegetal • Externos Luz Água • Internos São compostos orgânicos, não nutrientes, endógenos, que em baixas concentrações, promovem ou inibem processos fisiológicos e morfológicos do vegetal. Horman 🡪 Estimular São essenciais para saúde vegetal, para a adaptação edafoclimáticas e podem influenciar a produção dos metabólitos secundários. Características Gerais e principais Fitormônios • Biossíntese e transdução de sinal químico • Resposta🡪 estrutura química + leitura do tecido- alvo • Raramente atuam de forma isolada 🡪 comunicação cruzada Auxinas Citocininas Gás Etileno Ácido Abscisíco Giberilinas Inativos: Forma conjugada Ativos: Hidrólise dos conjugados Hormônios “clássicos” Assim, eles concluíram que algum tipo de sinal era produzido no ápice, deslocava-se até a zona de alongamento, ocasionando o crescimento mais rápido do lado sombreado que o lado iluminado. Experimento de Francis e Charles Darwin, 1881 Fonte: Raven, 8º edição • A- Plântulas se curvam em direção a luz • B- Cilindro à prova de luz, curvatura não ocorreu • C- Cilindro à prova de luz abaixo do ápice, ocorreu curvatura • Estudo do fototropismo Experimento de F. W. Went, 1926 Auxina (gr. Auxen)🡪 Aumentar Demonstrou que substância ativa em promover o crescimento pode se difundir em cubos de gelatina. Ele descobriu ainda, um ensaio de curvatura de coleóptilo para análise quantitativa de auxina. Ácido 3-indolilacético (AIA) 🡪 Auxina vegetal, naturalmente ocorrente. Auxinas • Produção: Meristema dos ápices caulinares, primórdios foliares e folhas jovens, raízes e nas sementes em desenvolvimento • Biossíntese: Aminoácido triptofano e ao precursor do triptofano, indol-3-glicerol fosfato, ambos utilizados como precursores • Transporte: Polar, apenas dos locais de produção aos de ação, basípeto. Principais efeitos • Dominância apical; • Alongamento celular; • Diferenciação dos tecidos vasculares; • Indução de raízes adventícias em estacas; • Inibição da abscisão de folhas e frutos; • Estimulação da síntese de etileno; • Estimulação do desenvolvimento dos frutos. Auxinas Alongamento celular • Teoria do crescimento ácido da parede Ativação da bomba de prótons pH ácido 🡪 atuação de enzimas Fibras da parede celular afrouxam Absorção de água 🡪 Expandem Auxinas Fonte: fotografias © M. B. Wilkins As auxinas estimulam o alongamento de segmentos de coleóptilo de aveia. (A) (B) (A) Água (B) + AIA- Ácido indolacético Auxinas produzidas no meristema apical do caule diminuem a atividade das gemas laterais próximas ao ápice. Quando a gema apical é extraída da planta, ocorre o surgimento de ramos, folhas e flores laterais. Auxinas Dominância apical Fonte Google imagem Fonte Google imagem Auxinas Desenvolvimento dos frutos • Geralmente , quando uma flor não é polinizada e fecundada não há a formação de frutos • As auxinas, em algumas espécies induz a partenocárpia Fruto partenocárpico Produzidos sem fecundação (A) O receptáculo aumenta desenvolve seu aroma, a doçura e a cor vermelha característicos. (B) Não se desenvolve normalmente. (C) A aspersão com AIA retomada do crescimento e do desenvolvimento normais (segundo Galston, 1994). Fonte: Fisiologia vegetal –Taiz; Zeiger- 5 ed. (2013) Johannes V. Overbeek • Crescimento de tecidos e células isoladas Citocininas 1941 1950 1956 Folke Skoog • Crescimento contínuo de caule de Nicotiana tabacum Carlos O. Miller e Skoog • Subproduto da degradação de DNA 🡪 divisão celular. Isolamento da Cinetina Carlos O. Miller Primeira Citocinina natural, Zeatina 1963 Dificuldade de isolamento Citocininas Citocininas • Produção 🡪 Ápices das raízes • Biossíntese 🡪 Modificações bioquímicas da adenina • Transporte 🡪 Translocadas para o caule pelo xilema Principais efeitos • Divisão celular e diferenciação celular • Atraso da senescência foliar • Modificação da dominância apical Modificam a dominância apical e promovem o crescimento de gemas laterais • IAA Subconjunto de genes IPT 🡪 Catalisa uma etapa limitante da biossíntese de Citocinina. A razão citocininas/auxinas regulam a produção da raiz e caule na cultura de tecidos Citocininas Célula vegetal indiferenciada Crescer, sofrer divisão e divide-se novamente 🡪 Meristemática Sem sofre divisão celular, alongam-se 🡪 Diferenciadas Calo da medula da Nicotiana tabacum • Concentrações mais altas de auxina, formam-se raízes, concentrações mais altas de Cinetina, ocorre formação de gemas • Concentrações aproximadamente iguais, o calo continua produzindo células indiferenciadas Citocininas e Auxinas de modo antagônico No meristema apical da raiz: a auxina promove a divisão celular e a citocinina a diferenciação celular. Citocininas Retardam a senescência das folhas • O processo de envelhecimento programado, denominado senescência. • Com adição da Cinetina á água, grande parte da cor verde e a aparência fresca da folha são mantidas (A) (B) (A): Água (B): +Citocinina Gás etileno 1800 Vazamento de gás de iluminação causava desfolhação nas arvores Dimitry Neljubov Etileno era o componente ativo do gás de iluminação Etileno 1901 • Produção🡪 Maioria dos tecidos vegetais; • Biossíntese🡪 O precursor é a metionina, o ácido-1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) funciona como intermediário na conversão da metionina em etileno; • Transporte 🡪 Difusão a partir do seu sítio de síntese. Principais efeitos • Inibição sobre a expansão/ alongamento celular • Senescência (Folhas e frutos) • Germinação • Amadurecimento dos frutos Fonte: Google imagem Gás etileno • Degradação da clorofila; • Amolecimento 🡪 Digestão enzimática da pectina; • Aumento das Atividades metabólicas, compostos são transformados em açúcares, abscisão do fruto; • Aumento da taxa respiratória. Amadurecimento de frutos A produção de etileno precede o aumento da produção de CO2 Produção de etileno e respiração bananeira Fonte: Raven, 8º edição Ácido Abscisíco 1949 1960 Ácido Abscisico • Produção: Tem início nos cloroplastos e também em outros plastídeos • Biossíntese: Intermediário carotenoide nas raízes e folhas maduras 🡪 Estresse hídrico • Transporte: A partir das raízes pelo xilema e a partir das folhas pelo floema Principais efeitos ∙ Fechamento de estômatos; ∙ Indução da dormência nas sementes e gemas de certas espécies; ∙ Indução da síntese de proteínas de reserva nas sementes; ∙ Transporte de fotoassimilados das folhas para as sementes em desenvolvimento. Paul F. Wareing Gemas de freixo e batatas continham inibidor de crescimento 🡪 Dormina Frederick T Addicott Substância capaz de acelerar a abscisão 🡪 Abscisina Ácido Abscisíco Impede a germinação das sementes Fonte: Raven, 8º edição Mutantes de único gene 🡪 Ácido abscisíco • Germinação precoce • Incapazes de inibir a germinação Mutantes vivíparos de Milho (Zea mays) Sinalizador da raiz para o sistema caulinar Produção de proteínas de armazenamento Quebra da dormência das sementes Estresse hídrico 🡪 Transportado para folhas pelo xilema 🡪 fechamento de estômatos Giberelinas • Produção: Meristemas apicais (tecidos jovens do caule), em sementes em desenvolvimento • Biossíntese: Pela via dos terpenóides • Transporte: Provavelmente por xilema e floema ∙ Hiperalongamento do caule por estimular a divisão e alongamento das células (produzindo plantas altas) ∙ Indução de germinação em sementes eestimulação da floração em plantas de dia longo e bienais ∙ Regulação da produção de enzimas das sementes cerais 1934 E. Kurosawa Estudava a “doença- da- plântula boba” 🡪 Fungo Gibberella fujikuroi, Yabuta Purificou giberelinas A e B do fungo 1926 a 1930 J. Macmillan 1° a isolar a giberelina vegetal de sementes de feijoeiro 1956 Mais de 125 giberelinas descobertas e todas tem a mesma estrutura básica Principais efeitos Giberelinas Crescimento em mutantes anões O papel da giberelina no crescimento do caule é demonstrado quando são aplicado em tipos de anões Fonte: Biologia vegetal – Raven, 8 ed. Plantas anãs do feijoeiro tratadas com Giberelinas Quebrada dormência e germinação de sementes As giberelinas estimulam a síntese de enzimas hidrolíticas, que degradam as reservas do endosperma em açúcares e aminoácidos, que são absorvidos e transportados até a gema e as raízes, promovendo o crescimento. Giberelinas Desenvolvimento de frutos Efeito do ácido giberélico (GA3) sobre crescimento de uvas - Thompson Seedless (uvas sem sementes). Fonte: Biologia vegetal – Raven, 8 ed. Em plantas aromáticas, a uso de GA3 tem resultado notável, no acúmulo de material orgânico e pode aumentar o teor de óleo essencial e alterações nos constituintes químicos do óleo (Krys’kov e Shkurat, 1961; Tronchet, 1961; Povh e Ono, 2007). Reguladores vegetais e Bioestimulantes Reguladores vegetais são substâncias sintéticas que possuem ação similar aos grupos de hormônios vegetais conhecidos. Bioestimulantes são a mistura de reguladores vegetais de natureza bioquímica diferente que pode incrementar o crescimento e desenvolvimento vegetal (Castro e Vieira, 2001). • Utilização de bioestimulantes e reguladores vegetais para aumento de substâncias de interesse terapêutico. Referências RAVEN, P.H.; EICHHORN, S.E.; EVERT, R.F. Biologia Vegetal. 8ª Edição. Taiz, L.; Zeiger, E. Fisiologia vegetal. 5. ed., Artmed, 2013. EMBRAPA- semiárido. Introdução aos Hormônios e Reguladores de Crescimento Vegetal, 2002. Disponível em < file:///C:/Users/Pony/Downloads/Hormonios-e-Reguladores-de-Crescimento-Vegetal.pdf>. Obrigada!
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