Sviluppo e morfogenesi. gli ormoni delle piante

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Sviluppo e morfogenesi. gli ormoni delle piante"

Ilaria Giuliano
6 anni fa
Visualizzazioni

1 Sviluppo e morfogenesi gli ormoni delle piante

2 SVILUPPO sequenza di eventi che porta progressivamente alla formazione del corpo della pianta Crescita (divisione, distensione) Differenziamento

3 SVILUPPO Crescita: aumento irreversibile di peso e volume di un organismo dovuto sia alla divisione che alla distensione cellulare Differenziamento: diversificazione morfologica e fisiologica che porta le cellule ad assumere forma e funzione differenti

4 Coordinamento tra crescita e differenziamento regola la Morfogenesi processo che porta un organismo, in un determinato ambiente e sotto l influsso di stimoli diversi, ad assumere una forma ben precisa Il coordinamento avviene per mezzo di segnali chimici all interno della pianta Crescita in altezza e in diametro del fusto

Regolazione dello sviluppo dei vegetali ( risposta delle piante agli stimoli interni ed esterni) I cambiamenti progressivi che si verificano durante il ciclo vitale di una pianta

5 Regolazione dello sviluppo dei vegetali ( risposta delle piante agli stimoli interni ed esterni) I cambiamenti progressivi che si verificano durante il ciclo vitale di una pianta (accrescimento e sviluppo) sono regolati in modo estremamente preciso e complesso da una serie di fattori i quali, interagendo fra loro, determinano il comportamento della specie in esame.

Fattori che regolano lo sviluppo Il genoma regola tutte le fasi del ciclo di sviluppo di una pianta luce e temperatura scandiscono lo scorrere delle stagioni i fitoregolatori composti chimici

6 Fattori che regolano lo sviluppo Il genoma regola tutte le fasi del ciclo di sviluppo di una pianta luce e temperatura scandiscono lo scorrere delle stagioni i fitoregolatori composti chimici sintetizzati dalle cellule stesse, spesso in risposta a stimoli ambientali, coordinando gli eventi morfogenetici Il piano di sviluppo della pianta, contenuto nel genoma, viene interpretato in vario modo a seconda dell ambiente in cui la pianta si sviluppa: alcuni geni sono espressi solo in determinati momenti dello sviluppo e solo in alcuni tessuti. l ambiente determina quali geni saranno espressi

Come fanno le piante a recepire i segnali esterni ed interni e rispondere adeguatamente sì da favorire la sopravvivenza ed il successo riproduttivo?

7 Come fanno le piante a recepire i segnali esterni ed interni e rispondere adeguatamente sì da favorire la sopravvivenza ed il successo riproduttivo? Le vie di trasduzione del segnale collegano segnali interni e segnali provenienti dall ambiente alle risposte cellulari Alcune cellule dell organismo possiedono sulle membrane plasmatiche degli appropriati recettori, generalmente di natura proteica, in grado di cambiare la loro conformazione in risposta a stimoli specifici. Quando riceve un segnale, un recettore dà inizio ad una serie di eventi biochimici, con la formazione di secondi messaggeri, piccole molecole prodotte internamente, che trasferiscono ed amplificano il segnale dal recettore alle proteine responsabili della risposta fisiologica

8 nelle piante, in cui non esiste un sistema nervoso centrale,la trasmissione dei messaggi è quasi esclusivamente di tipo ormonale Segnali interni i fitoregolatori ( ormoni vegetali) Sono composti organici, con funzione regolatrice, che agiscono a concentrazioni bassissime. Vengono prodotti praticamente da tutte le cellule ed agiscono su numerosi e diversi aspetti dello sviluppo, spesso interagendo tra loro in modo complesso Molto spesso la loro produzione è stimolata da variazioni delle condizioni ambientali L effetto è legato alla concentrazione Una medesima concentrazione ormonale può avere effetto stimolante o inibente a seconda dell organo interessato

La scoperta degli ormoni delle piante L apice del

cellule sottostanti è provocato da un composto

9 La scoperta degli ormoni delle piante L apice del coleottile avverte la direzione della luce. Rispondono allo stimolo le cellule poste ad una certa distanza dall apice L allungamento delle cellule sottostanti è provocato da un composto chimico sintetizzato dall apice del coleottile Il composto fu chiamato auxina

meristemi, nelle foglie giovani, negli embrioni ( semi e

10 auxine Acido indolacetico (IAA) IAA Acido naftalenacetico (NAA) Acido 2,4 diclorofenossiacetico (2,4D) Sintetizzata nei meristemi, nelle foglie giovani, negli embrioni ( semi e frutti) Trasporto polare attraverso: Floema Cellule del parenchima vascolare

Meccanismo d azione Le auxine stimolano la

può espandersi Si rompono i legami crociati tra

11 Meccanismo d azione Le auxine stimolano la crescita per distensione Ipotesi crescita acida L auxina stimola il rilascio di ioni H + nella parete Il ph nella parete diminuisce La parete può espandersi Si rompono i legami crociati tra cellulosa ed emicellulose Le fibrille si allentano

12 Curvatura fototropica del fusto Con luce laterale (A) l auxina si accumula nella parte in ombra dell ipocotile La luce induce la migrazione dell auxina verso il lato in ombra Un inibitore della migrazione dell auxina blocca la curvatura(b)

13 Curvatura geotropica della radice

14 Differenziamento del tessuto vascolare Nuovo tessuto vascolare

15 Dominanza apicale

promuovere la fioritura, la fruttificazione e per prevenire la cascola

16 Radicazione talee Formazione di radici avventizie Stimolano la divisione del cambio cribro-vascolare Utilizzate in frutticoltura per promuovere la fioritura, la fruttificazione e per prevenire la cascola precoce Le auxine sintetiche utilizzate come diserbanti Frutti partenocarpici

17 gibberelline GA 1, GA 2,. scoperte in Giappone dove un fungo patogeno Gibberella fujikuroi (Fusarium moniliforme) provocava una crescita anomala delle piante di riso effetti gibberelline Allungamento fusto piante nane Sono presenti in tutte le parti della pianta In quantità più elevate nei semi immaturi Trasporto non polare attraverso xilema e floema Influenzano la crescita per divisione e distensione cellulare

18 effetti gibberelline Germinazione semi dei cereali

frutti Induzione di frutti partenocarpici (come l auxina)

19 Induzione fioritura nelle piante biennali sostituisce la vernalizzazione effetti gibberelline Accrescimento dei frutti Induzione di frutti partenocarpici (come l auxina) Germinazione di semi dormienti (sostituisce la stratificazione)

apici radicali o comunque cellule in attiva divisione

20 citochinine Agiscono principalmente sulla divisione cellulare Il luogo principale di sintesi sono gli apici radicali o comunque cellule in attiva divisione Trasporto apolare effetti Ritardano la senescenza fogliare

21 Ritardano la senescenza fogliare ipt gene per la biosintesi di citochinina

22 Citochinine effetti Indispensabili nelle colture cellulari calli di tabacco Il rapporto auxina /citochinina regola la morfogenesi nelle colture di tessuti

Micropropagazione o propagazione in vitro La tecnica prevede la coltura,

di tessuti adulti, in genere meristemi apicali o cellule parenchimatiche,

citochinine/auxine si stimola dapprima la formazione di un tessuto

23 Micropropagazione o propagazione in vitro La tecnica prevede la coltura, in ambiente sterile e su di un opportuno substrato nutritivo, di frammenti di tessuti adulti, in genere meristemi apicali o cellule parenchimatiche, che vengono trattati con fitormoni callo Cambiando il rapporto citochinine/auxine si stimola dapprima la formazione di un tessuto indifferenziato detto callo, poi la formazione di germogli e radici avventizie plantule neoformate

24 Alcuni patogeni delle piante producono citochinine Agrobacterium spp batteri del suolo Gram (-) responsabili di numerose malattie delle piante A. tumefaciens - galla del colletto Le citochinine modificano la dominanza apicale L applicazione di citochinine a gemme laterali, anche in presenza di auxina, determinano lo sviluppo delle gemme laterali

Effetti fisiologici crescita dei tessuti Effetto inibitore sulla distensione cellulare Inibizione dell allungamento del

25 etilene È un gas diffonde tra le cellule Sintesi nei tessuti senescenti La sintesi dell etilene aumenta rapidamente in seguito a traumi causati da prodotti tossici, eccessi termici, siccità, ferite, malattie, stress meccanici. Effetti fisiologici crescita dei tessuti Effetto inibitore sulla distensione cellulare Inibizione dell allungamento del fusto Aumento dell espansione radiale (ispessimento del germoglio) Crescita orizzontale degli epicotili Risposta tripla in piante eziolate di pisello

Stimolazione della maturazione dei frutti Eventi che caratterizzano la maturazione Idrolisi dell amido (aumento di zuccheri semplici) Degradazione della clorofilla e sintesi di pigmenti (antociani e

26 Stimolazione della maturazione dei frutti Eventi che caratterizzano la maturazione Idrolisi dell amido (aumento di zuccheri semplici) Degradazione della clorofilla e sintesi di pigmenti (antociani e carotenoidi) Diminuzione di acidi organici e tannini (diminuzione dell astringenza) Idrolisi dei polisaccaridi di parete (induzione degli enzimi degradativi della parete) e conseguente intenerimento della polpa Produzione di aromi, pigmenti e sostanze volatitili

aumento della respirazione L etilene innesca il processo

27 Stimolazione della maturazione dei frutti In molti frutti durante la maturazione si verifica un forte aumento della respirazione L etilene innesca il processo di maturazione ed è responsabile dei processi descritti in precedenza

28 Stimolazione dell abscissione delle foglie e dei frutti

29 Senescenza dei fiori

30 Acido abscissico ABA È un antagonista dell azione degli altri ormoni Sintetizzato nelle foglie, nei frutti,nelle radici, trasportato tramite xilema e floema Effetti fisiologici Induzione e mantenimento della dormienza delle gemme Dormienza gemme

31 Maturazione e dormienza dei semi a) accumulo sostanze di riserva b) disidratazione c) controllo del periodo di germinazione (la germinazione avviene quando diminuisce il contenuto in ABA)

Gli stress inducono la sintesi di ABA Chiusura stomi aumenta il ᴪ idrico nelle cellule di guardia L ABA inibisce l ATPasi di membrana L ABA si lega a un recettore di membrana attivando una

32 Gli stress inducono la sintesi di ABA Chiusura stomi aumenta il ᴪ idrico nelle cellule di guardia L ABA inibisce l ATPasi di membrana L ABA si lega a un recettore di membrana attivando una serie di segnali che provocano l apertura dei canali anionici : Cl - e ione malato fuoriescono; la depolarizzazione della membrana provoca l uscita di K+ Lo stoma perde turgore e si chiude

33 Una rassegna di fitoregolatori

Documenti analoghi

Il controllo della crescita e dello sviluppo di una pianta è di tipo genetico e dipende dagli ormoni vegetali.

Una pianta può rispondere ad uno stimolo esterno (es luce, gravità, temperatura-vernalizzazione) con una crescita direzionale che va sotto il nome di TROPISMO. Il controllo della crescita e dello sviluppo