FOTOMORFOGÊNESE: A LUZ COMO SINAL AMBIENTAL

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1 FOTOMORFOGÊNESE: A LUZ COMO SINAL AMBIENTAL Profa. Dra. Helenice Mercier Dep. de Botânica USP Laboratório de Fisilogia Vegetal

2 FOTOMORFOGÊNESE O QUE AS PLANTAS ENXERGAM?

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4 FOTOMORFOGÊNESE DIREÇÃO INTENSIDADE QUALIDADE PERIODICIDADE

5 FOTORRECEPTORES Ao menos 4 famílias distintas: FITOCROMOS CRIPTOCROMOS FOTOPROPINAS FOTORRECEPTORES DE LUZ UVB (não identificado em nível molecular)

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7 FITOCROMOS

8 Respostas mediadas pelos fitocromos Germinação de sementes Desestiolamento: alongamento do caule, abertura do gancho plumular, expansão do cotilédone e de folha, síntese de clorofila e desenvolvimento de cloroplasto Relógio biológico/ritmo circadiano Indução floral fotoperiódica Evitação ao sombreamento

9 A MOLÉCULA DO FITOCROMO Cromóforo: cadeia tetrapirrólica aberta

10 Clorofilas 4 grupos tetrapirrólicos cíclicos e cauda fitol Clorofila a Clorofila b

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12 fitocromo

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14 5 diferentes tipos de proteína em Arabidopsis para o mesmo cromófor PHYA até PHY E

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18 Fitocromo tipo I Fitocromo tipo II

19 Fotoequilíbrio: Fvl/Ft Luz Azul Vermelho Vermelho longo Vermelho longo Comprimento De onda Fotoequilíbrio 0,4 0,8 0,03 0,01 Luz do dia Sombra de mata 0.6 0,2-0,4

20 Localização do fitocromo nas plantas 1) Sementes (experimento clássico das sementes fotoblásticas + de alface) Borthwick & Hendricks Déc 50

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23 Cecropia obtusifolia

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25 Localização do fitocromo nas plantas 2) Plântulas estioladas

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30 selvagem Mutante Fitocromo A

31 Helenice Mercier Capítulo Auxinas Fig. 24/33 GANCHO APICAL NAS DICOTILEDÔNEAS A B tegumento da semente hipocótilo raiz primária

32 ETILENO

33 A LUZ DESFAZ O GANCHO APICAL metionina AdeMet ACC ACC sintase AIA ETILENO Fvl

34 3) FITOCROMO NAS PLANTAS VERDES Plantas de Sol Plantas de Sombra

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40 EVITAÇÃO AO SOMBREAMENTO Ou escape ao sombreamento Plantas de sol

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45 Modo de ação do fitocromo

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48 CRIPTOCROMOS: RECEPTORES DE LUZ AZUL

49 RECEPTORES DE LUZ AZUL CRIPTOCROMOS - inibição alongamento caulinar - expansão dos cotilédones - Indução da floração - sincronização do relógio biológico/ ritmo circadiano

50 2 genes: cry 1 (criptocromo citoplasmático na luz e nuclear à noite) e cry 2 (criptocromo nuclear degradável na luz)

51 FOTORECEPTOR DE LUZ FOTOTROPINAS: -respostas fototrópicas -movimento de cloroplastos Abertura e fechamento de estômatos AZUL

52 FOTOTROPINAS FOTOTROPINA

53 FOTOTROPINAS 2 genes-phot1 e PHOT2: 2 flavopropeínas com atividade cinásica Localização: membrana plasmática

54 MODO DE AÇÃO: FOTOTROPINAS

55 LUZ AZUL Ca ++ Fosforilação de canais de cálcio fototropina CDPKs Ca ++ Canal de Ca Entrada de Ca Ca ++ Ca ++ Ca++ Ca++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ Ca ++ Crescimento diferencial

56 MOVIMENTO DOS CLOROPLASTOS EM ALGAS

57 FOTOTROPISMO

58 FOTOTROPISMO EM RABANETE

59 FOTOTROPISMO PLÂNTULAS DE RABANETE

60

61

62 Charles Darwin, 1881 The Power of Movement in Plants THE POWER OF MOVEMENT IN PLANTS. THE POWER OF MOVEMENT IN PLANTS. BY CHARLES DARWIN, LL.D., F.R.S. ASSISTED BY FRANCIS DARWIN. WITH ILLUSTRATIONS. SECOND THOUSAND. LONDON: JOHN MURRAY, ALBEMARLE STREET The right of Translation is reserved.

63

64 Hipótese de Cholodny-Went

65 Transporte diferencial de AIA para o lado sombreado luz

66 GRAVITROPISMO

67 Gravitropismo do caule Vetor força da gravidade Gravitropismo + da raiz

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70 estatólitos estatocistos coifa

71 a:estatocisto de raiz Lens culinaris b: estatocisto de eixo caulinar Asparagus officinalle

72 Percepção da gravidade no eixo caulinar Fujihira et al., 2000

73 N Morita & Tasaka, 2004

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75 Diferentes fases do gravitropismo radicular e seus períodos Crescimento diferencial Ativação dos sensores mecânicos pelos amiloplastos Realocação PIN Movimento da auxina

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77 Helenice Mercier Capítulo Auxinas Fig. 8.15

78 ESTÍMULO TRÓPICO Ca Ca CDPKs Remodelação do citoesqueleto Rearranjo das PIN Crescimento polarizado

79

80 Raiz na horizontal Raiz na vertical Sensibilidade diferencial entre raiz e caule para AIA

81

82 Arabidopsis no espaço sem gravidade

83 FIM POR HOJE!! heliopropismo

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