Universidad de Costa Rica Facultad de Ciencias Agroalimentarias Escuela de Agronomía Reguladores de Crecimiento Vegetal

Rolbin Castillo Matamoros A61310

Oligosacarinas En el siguiente trabajo, se pretende explicar la importancia de las oligosacarinas y los efectos fisiológicos de estas sustancias en las plantas

Contenido • • • • • • • • • • •

Historia Generalidades Estructura Evidencia y derivación Modo de acción Efectos fisiológicos Usos comerciales Aplicaciones exógenas Aplicaciones in vitro Otros usos Conclusiones

Historia • 1976- Auyers y otros, filtrado – Phytophthora sojae

• 1961- Kooiman, en semillas de Tamarindus amyloid • 80´s- primera Oligosacarina – 7-glucósido – Walker-Simmons 1984

Generalidades • Pared celular – Protección – Rigidez – Intercambio de información

• Asociación múltiple – Polisacáridos – Iones

Generalidades Uniones Ca Pectina

Figura 1. Esquema general de la red que forman las estructuras proteicas de la pared celular.

Estructura • Principal OG – Oligogalacturónidos

• Provienen – P. Pectinas • Ácido D-galacturónico • Enlaces α-1,4

Cabrera et al., 2008

Figura 2. Estructura general de los OGAs.

Evidencia y derivación • A partir de células de hongos – De Glucano • Filtrado; fitoalexinas en soya, arroz, frijol, alfalfa… (Hahn, 1996; Ayers, 1976; Cline et al. 1978 ) • Extracto de Botrytis cinerea fitoalexinas en cebolla (Perkovaskaya et al. 2004)

– De Quitina • Principal en insectos (exo), hongos • Fitoalexinas en papa, chícharo y tomate (Millet, 2010; Hadwiger, 1994; Simmons et al, 1984)

Evidencia y derivación • A partir de la pared de células de plantas – De Xiloglucanos • Como conector de micro fibrillas • Semillas de tamarindo (Kooiman et al. 1961) • Expanción celular, tallo, etileno en tabaco, chícharo (Mc Dougall, Fry, 1990; Kaida et al. 2010)

Evidencia y derivación • A partir de la pared de células de plantas – De Pectina • Despolarización de homogalacturano  OGAs • Fitoalexinas en soya, frijol, chícharo, perejil (Davis, 1986; Tepper, 1999; Simmons et al. 1998) • Etileno en tomate y calabacín (Campbell, 1991; Balandrán et al. 1987) • OGAs activos: GP entre 9-15 (Cabrera et al. 2008) • Entre 1-8, etileno en tomate (Thain et al. 1990)

Modo de acción de plantas • Interacción patógeno-planta – Hongos: • Galacturonasas y xilasas, fragmentan polisacáridos e infeccionan • Plantas fragmentan glucanasas:ß-1,3-endoglucanasas • Se origina OGAs

Figura 3. Actividad biológica de los oligogalacturónidos liberados en la pared celular de las plantas durante la colonización de los tejidos vegetales por los microorganismos fitopatógenos y durante los procesos de crecimiento y desarrollo (Cabrera, 2000).

Efectos Fisiológicos • Como elicitores de fitoalexinas – Defenza contra bacterias y hongos

• Inhibidor de proteasas microbianas – Incapacidad de romper proteínas de pared

• Muerte celular hipersensible – Planta acciona sistemas de defensa: OGAs – Células dañadas – Sin tejido físico y nutricional

Efectos Fisiológicos • Crecimiento y desarrollo – Formación de raíces – Formación de brotes – Formación de flores – Síntesis etileno maduración

• Resistencia Sistémica Adquirida – Lignificación de células vecinas

Tipos de respuesta • Rápida – Pocos minutos

• Retardadas – Horas-días después

• Defensiva • Desarrollo y crecimiento

Usos comerciales • Tomate: rendimiento y calidad pos cosecha (Ramírez et al. 2003) • Guayaba: enraizamiento (García et al. 2009)

• Caña de azúcar: largo entrenudo (Mariña et al. 2005) • Coloración en uva (Martínez y Vargas, 2010)

Aplicaciones exógenas • Los OGAs son los más usados – PECTIMORF® • 10,4 y 7,2% • GP: 9 y 16

• Extracto de desechos de cítricos • Precursor; Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Cuba • Productos: PECTIMORF, ENERPLANT, KENDAL…

Aplicaciones prácticas • Tomate: rendimiento y calidad poscosecha • Tratamientos – Enerplant (1.3mg/L) • 22% ren. 9% sólidos

– Pectimorf (10mg/L) • 40% ren. 13% sólidos

– Testigo

García et al. 2009

Incremento azúcares simples

Cuadro 1. Rendimiento y calidad de frutos en plantas de tomate tipo bola var. “EF 163” tratadas con ilogosacáridos, en función del tratamiento aplicado.

Plantas de palma aceitera Cuadro 2. Efecto de diferentes concentraciones de una mezcla de oligogalacturónidos (Pectimorf) asperjadas a los tres meses sobre plantas de palma aceitera (D. lutescens) (Benítez et al., 2006.)

Plantas de palma aceitera Cuadro 3. Efecto de concentraciones de una mezcla de oligogalacturónidos aplicados a los tres y seis meses después de emergidas las plantas de palma (Benítez et al., 2006).

Aplicaciones in vitro • Tomate (Plana et al., 2003) • Explantes – Hipocótilos de plántulas – Cotiledónes Cuadro 4. Concentraciones de Pectimorf y BAP en los medios de cultivo en el ensayo (Plana et al., 2003).

7 DDC in vitro Cuadro 5. Efecto del Pectimorf en la morfogénesis in vitro de hipocótilos de tomate var. Amalia (Plana et al., 2003).

Pectimorf + BAP Cuadro 6. Acción de la combinación de Pectimorf y BAP en la morfogénesis in vitro de hipocótilos de tomate var. Amalia (Plana et al., 2003).

Tejidos difieren en respuesta Cuadro 7. Actividad morfogenética causada por la acción del Pectimorf en cotiledones del cultivar Amalia (Plana et al., 2003).

Cuadro 8. Proceso morfogenético inducido en cotiledones de tomate por combinación de Pectimorf y BAP en el medio de cultivo (Plana et al., 2003).

Enraizamiento en peciolos de violeta

Figura 6. Comportamiento del número de raíces por pecíolo de violetas a los 12, 18 y 25 días (Falcón y Cabrera, 2007).

Enraizamiento en peciolos de violeta

Figura 8. Longitud de las raíces por pecíolo a los 25 días de establecido el experimento (Falcón y Cabrera, 2007).

Otros ensayos

Figura 4. Efecto de los OGAs sobre la embriogénesis somática en papa (Solanum tuberosum) (Hidrobo et al., 2002).

Figura 5. Efecto de los OGAs sobre la germinación del tubo polínico en polen de papa (S. tuberosum).

Figura 7. Secuencia del proceso de formación de raíces. A: Callo en proceso de diferenciación organogénica. B: Callo con varios brotes de raíz. C: Callo con raíces.

Otros usos • Fito-rremediación – Descontaminación de suelos, Cobre – Carboxilo terminal-ligando

Figura 9. Estudio de la relación molar ligando-metal a 720 nm.

Conclusiones • Efectos bien definidos • Intervención de genes

• Comparación con otros RC

Muchas gracias!