LAS ACUAPORINAS, LOS HONGOS MICORRÍZICOS …P. S. 2013). Las acuaporinas… · Importancia del agua en la célula vegetal • Disueltos en ella entran a la célula los nutrientes;

LAS ACUAPORINAS, LOS HONGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES Y EL

TRANSPORTE DE AGUA EN LAS PLANTAS

Ing. Sandra Pérez Álvarez, Dra.C

Profesora Titular

Cuba

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS

XIX SIMPOSIUM INTERNACIONAL SOBRE EL MANZANO

INTRODUCCIÓN


Estrés Abiótico

Sequía SalinidadTemperaturas

Extremas

Deshidratación de los tejidos

INTRODUCCIÓN


Estrés Tipo Osmótico

CrecimientoDesarrollo

normal de lasplantas

Efecto negativo sobre supervivencia

y productividad


Importancia del agua en la célula vegetal

• Disueltos en ella entran a la célula los nutrientes;

• Mantiene el estado físico de las células;

• Da volumen al citoplasma;

• Sirve como vehículo de conducción de sustancias en la planta;

• Participa como reaccionante o producto en la mayor parte

de las reacciones bioquímicas del vegetal.


CAMBIO CLIMÁTICO

Estrés Biótico Estrés Abiótico

Se afecta el Crecimiento y Desarrollo de las Plantas

Consecuencias de la perdida de agua en las plantas



Descubrimiento de Acuaporinas

Cambio significativo en la comprensión de las relaciones hídricas de las plantas

Control del transporte transcelularde agua en los tejidos vegetales

¿Qué son las acuaporinas?



Las acuaporinas son canales de agua,de naturaleza proteica, que facilitan yregulan el movimiento pasivo de aguasiguiendo un gradiente decreciente depotencial hídrico.



¿Cómo y por quién se

descubrieron?


Descubrimiento por accidente

Su descubridor Peter Agre obtuvo el premio Nobel de Química en 2003 y el descubrimiento se realizó en el año 1992.

Tipos y funciones de lasacuaporinas en las plantas

1. En la membrana plasmática (PIPs);

2. En el tonoplasto (TIPs);

3. Las homólogas a la nodulina 26 de soja (NIPs);

4. Las pequeñas proteínas básicas e intrínsecas

(SIPs)



Tipos y funciones de lasacuaporinas en las plantas

1. Las de la membrana plasmática (PIPs) presentan una alta permeabilidad al agua.

También permiten el paso de (CO2) y de glicerol;

2. Las del tonoplasto (TIPs) transportan agua a través de la membrana de la vacuola así

como urea, glicerol y amonio, por lo que se les ha atribuido una función en la

osmoregulación del citosol celular;

3. Las homólogas a la nodulina 26 de soja (NIPs) se ha demostrado que pueden

transportar agua, aunque en menor cantidad que las PIPs, así como glicerol y otros

solutos no cargados;

4. Las pequeñas proteínas básicas e intrínsecas (SIPs) se localizan en la membrana del

retículo endoplásmico y presentan también una cierta permeabilidad al agua.

Déficit Hídrico-Transpiración baja

Movimiento de agua en la planta célula-célula quees dónde la acuaporinas pueden regular elmovimiento del agua a través de las membranas

Función Regular la conductividad hidráulica radicalbajo condiciones de limitación hídrica.



Estudios de genomas

Obtención de plantas transgénicas

MICORRIZAS

REGULACIÓN DE LAS RELACIONES HÍDRICAS DE LA PLANTA A TRAVÉS

DE LA SIMBIOSIS MICORRÍZICA ARBUSCULAR


La palabra micorriza, de origen griego, define la

simbiosis entre un hongo (mycos) y las raíces (rhizos) de

una planta.


Simbiosis Micorrízica Arbuscular en todos los Ecosistemas naturales


Simbiosis origina una alteración de la tasa del movimiento del agua dentro y

hacia fuera de la planta hospedera

Efectos sobre las Relaciones Hídricas y la Fisiología de las plantas

Simbiosis Micorrízica protege a la planta hospedera del déficit hídrico por efectos combinados físicos, nutritivos y

celulares.

Manejo de asociacionesmicorrízicas

1. La inoculación de especies eficientes de Hongos

Micorrízicos Arbusculares (HMA);

2. La importancia del ambiente edáfico en la selección de

cepas eficientemente y;

3. La influencia del suministro de nutrientes sobre la

efectividad de la simbiosis.



funciones de las asociacionesmicorrízicas

1. Un aprovechamiento más eficiente de la zona radical a

partir de un aumento en el volumen de suelo explorado;

2. Una mayor resistencia a las toxinas (metales pesados);

3. Incremento de la translocación y solubilización de

elementos nutritivos esenciales;

4. Aumento de la tolerancia a condiciones abióticas adversas

(sequía, salinidad, etc.), así como cierta protección contra

patógenos.

mecanismos por los que la simbiosis puede aliviar la sequía en las plantas

hospederas


1. La absorción directa y la transferencia de agua a través de las

hifas fúngicas de la planta huésped;

2. Cambios en las propiedades de retención de agua del suelo;

3. Mejor ajuste osmótico de las plantas micorrizadas;

4. La mejora del intercambio de la planta de gases y uso eficiente

del agua y;

5. La protección contra el daño oxidativo generado por la sequía.

MECANISMOS Y PROCESO DE COLONIZACIÓN

ETAPA PRIMERA: Se produce la diferenciación de la espora, propagacióndel hongo e identificación mutua entre la planta y el hongo, y viceversa, enla rizosfera, o en regiones próximas a las raíces nutricias o pelos radicales.

ETAPA SEGUNDA: Consiste en el acercamiento y acoplamiento progresivo ygradual del micelio y la raicilla produciéndose el contacto intercelular, alformarse una estructura que adhesiona ambos especímenes.

ETAPA TERCERA: Se realiza la colonización, produciéndose cambiosmorfológicos y estructurales tanto en los tejidos colonizados por el hongo,como en la organización de la pared celular de la raíz. Posteriormente seproduce la integración fisiológica de ambos simbiontes (hongo-raíz), y porúltimo se produce una alteración de las actividades enzimáticas, que secoordinan entre los simbiontes para integrar sus procesos metabólicos.


Ventajas de la micorrización


• La planta es capaz de explorar más volumen de suelo del que alcanza

con sus raíces, al sumársele en esta labor las hifas del hongo;

• También capta con mayor facilidad ciertos elementos (fósforo,

nitrógeno, calcio y potasio) y agua del suelo;

• La protección brindada por el hongo hace que, además, la planta sea

más resistente a los cambios de temperatura y la acidificación del suelo

derivada de la presencia de azufre, magnesio y aluminio.

• Algunas reacciones fisiológicas del hongo inducen a la raíz a mantenerse

activa durante más tiempo que si no estuviese micorrizada.


Efectos de la Micorrización sobre el estrés hídrico


Micorrización

Aumenta y mejora la asimilación de nutrientes y de agua en las plantas.

Facilita una adecuada evapo-transpiración de la planta.

Un mejor funcionamiento fisiológico de éstas en sentido general.

Aumenta la ramificación y el crecimiento de las raíces y alarga las células .

REGULACIÓN DE ACUAPORINAS POR LA SIMBIOSIS MICORRÍZICA ARBUSCULAR Y EL

TRANSPORTE DE AGUA EN LA PLANTA


Glycine max L. (soya)

Genes PIPs inhibidos por el déficit hídrico y la inhibición fue aún más severa en las plantas micorrizadas que en las no micorrizadas.

Expresión de genes PIPs en plantas micorrizadas y no micorrizadas con

condiciones óptimas de agua y con sequía

Lactuca sativa L. (lechuga)

La simbiosis micorrízica arbuscular modula laexpresión de algunos genes de acuaporinas enla planta hospedera, sin embargo, hasta ahora elnúmero de genes de acuaporinas estudiados hasido muy limitado y en plantas diferentes.


Relevancia económica del uso de la micorriza arbuscular en viveros frutícolas

• Las plantas de vivero sin micorrizas, al ser trasplantadas a sitios permanentes o

definitivos tienen una alta probabilidad de morir, especialmente en condiciones

ambientales adversas.

• Además, en los viveros es necesario fertilizar abundantemente, para eliminar

parcialmente los síntomas de deficiencia; de esta forma se incrementan los costos

de producción de los frutales. Una alternativa confiable en la tecnología de viveros

es el uso de hongos endomicorrízogenos, los cuales son capaces de incrementar la

tasa de crecimiento y mejorar la nutrición mineral de la planta, principalmente en

suelos pobres.



• Las circunstancias especiales del establecimiento de plantas en condiciones

controladas permiten incorporar la tecnología micorrízica en estos sistemas de

producción. El incremento del crecimiento debido a la inoculación con hongos

endomicorrizos es deseable para el viverista, porque acelera el ciclo de los frutales.

Así se incrementa la productividad con menor labor, fertilización y agua por unidad

de planta.

• Además las plantas micorrizadas usualmente son más vigorosas y tienen mejor

porte, color, etc.; por eso son de gran atracción para los fruticultores. La

incorporación de la micorriza en la producción de cultivos puede realizarse

empleando como fuente de inóculo esporas, suelo y segmentos de raíces

colonizadas.




• Estos hongos aplicados a árboles de cítricos, manzana, guayaba o limón, se

logra que fructifiquen entre los tres y los cuatro años, cuando

normalmente lo hacen a los seis (Centro de Investigación y de Estudios

Avanzados (Cinvestav), Irapuato).

• Las plantas con hongos micorrízicos realizan la fotosíntesis de manera más

eficiente, utilizando menos agua para esta función que aquellas que no los

contienen. Al mismo tiempo, todos los procesos fisiológicos cambian, de

tal suerte que los árboles se desarrollan con mayor rapidez.


Resultados obtenidos con la utilización de hongos micorrizicos en frutales

• Los resultados encontrados por investigadores del Instituto Nacional de Ciencias

Agrícolas (INCA) en Cuba (2011) demostraron, que la utilización de cepas eficientes

de hongos micorrízicos arbusculares; estimula el desarrollo de los portainjertos de

aguacate (Persea americana Mill.) en condiciones de vivero lo cual repercute en la

obtención de plantas de mayor calidad y a su vez constituyen una alternativa

nutricional para este cultivo.

• Las plantas micorrizadas presentan algunas ventajas en cuanto a la absorción de

agua, debido a que los hongos mejoran la conexión vascular entre tallo y raíz, la

agregación del suelo, la actividad estomática y la acción del ácido abscísico, para

evitar la deshidratación de las plantas (Augé, 2004).

conclusiones


• Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) incrementan el crecimiento y desarrollo de las

plantas. Aun cuando no ha sido totalmente comprobado que los HMA presentan

especificidad con sus hospederos, es posible que algunas especies de hongos presenten

una mayor compatibilidad y eficiencia que otros. En los últimos años los productores de

muchos frutales se han interesado en la utilización de estos hongos para incrementar la

producción de plantas de calidad en viveros.

• Las acuaporinas están presentes en todos los seres vivos y son las proteínas que regulan el

transporte del agua en la membrana, intracelular y extracelular, así como de otros

compuestos, su comportamiento es regulado por los estrés biótico y abiótico. En el caso de

las plantas agregar que la simbiosis micorrízica influye y puede determinar el

funcionamiento de las acuaporinas bajo diversas condiciones estresantes en numerosos

cultivos.

LAS ACUAPORINAS, LOS HONGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES Y EL

TRANSPORTE DE AGUA EN LAS PLANTAS

Ing. Sandra Pérez Álvarez, Dra.C

Profesora Titular

Cuba


XIX SIMPOSIUM INTERNACIONAL SOBRE EL MANZANO

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