El documento describe la importancia de los nutrientes minerales para las plantas. Explica que las micorrizas son asociaciones simbióticas entre hongos y raíces que favorecen la absorción de nutrientes como el fósforo. También describe los diferentes tipos de micorrizas y sus beneficios mutuos para hongos y plantas.

1. NUTRICIÓN MINERAL MICORRIZAS

2. OBJETIVO Entender la importancia de los nutrientes minerales esenciales y no esenciales para la planta y los respectivos procesos de asimilación de estos (asimilación de fosfato, micorrizas).

3. PESO SECO PLANTA Compuestos orgánicos (90 - 95%) Compuestos inorgánicos (5 – 10%) Elementos vitales para el desarrollo de la planta NUTRIENTES MINERALES MACRONUTRIENTES MICRONUTRIENTES

4. Composición elemental de un tejido vegetal, expresado en porcentaje del peso seco correspondiente a cada elemento. Macronutrientes Micronutrientes

5. Macronutriente que se absorbe preferentemente como fosfatos ácidos (H 2 PO 4 - o HPO 4 2- ) Forma parte de nucleótidos, ácidos nucleicos, fosfolípidos. Asociación simbiótica entre las raíces del vegetal y ciertos hongos favorece la absorción de fosfatos (MICORRIZAS). FÓSFORO POTASIO Muy soluble. En el suelo y la planta está presente como K + No forma parte de moléculas estructurales o regulatorias Regula el potencial osmótico, en especial en células guardianas CALCIO Se absorbe y se transporta como ión. Forma parte de paredes celulares. Cofactor de enzimas hidrolíticas. ALGUNOS NUTRIENTES MINERALES Y SU IMPORTANCIA PARA EL VEGETAL

6. NITRÓGENO Macronutriente más abundante en la planta. Esencialidad: forma parte de las proteínas, bases nitrogenadas, coenzimas, clorofila, etc.

7. Se absorbe como ión Contribuye junto con el potasio a la osmorregulación de las células guardianas. Se absorbe como SO 4 -2 Forma parte de 3 aminoácidos esenciales: cisteína, cistina y metionina. Constituyente de varias coenzimas. AZUFRE Se absorbe como ión. Forma parte de citocromos y enzimas que intervienen en el transporte de electrones. Necesario para la síntesis de clorofila. HIERRO Interviene en la fotosíntesis MANGANESO CLORO Se absorbe como ión. Forma parte de la clorofila. Cofactor de algunas enzimas. MAGNESIO

8. Síntomas de carencias de nutrientes minerales

9. Síntomas de carencias de nutrientes minerales

10. ¿ Cómo saber si un nutriente es esencial?

11. DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES EN EL SUELO Depende de factores como: 1.- pH del suelo 2.- Provisión de oxígeno 3.- Naturaleza de las partículas que constituyen el suelo

12. 1.-DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES SEGÚN EL pH DEL SUELO

13. 2.- DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES SEGÚN LA PROVISIÓN DE OXIGENO Formas reducidas u oxidadas 3.- DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES SEGÚN LA NATURALEZA DEL SUELO arcilla humus Adsorción de cationes

14. ABSORCIÓN DE FOSFATO Estrategias biológicas de los vegetales para captar fosfato - Extensión de la geometría radicular CAMBIOS MORFOLÓGICOS - Aumento de la proliferación de pelos radicales - Elongación de los pelos radicales - Asociación con microorganismos (de vida libre o simbiótica)

15. - Cambios en fosforilación de proteínas - Activación de genes (fosfatasas, transportadores de fosfato, β -glucosidasa) CAMBIOS FISIOLÓGICOS, BIOQUÍMICOS y MOLECULARES - Aumento del uso eficiente de Pi - Exudación de ácidos orgánicos y quelantes - Mobilización de Pi desde la vacuola al citoplasma - Secreción de fosfatasas

16. Mecanismos microbianos de solubilización de P Exudación de sustancias ácidas MPO 4 + H + -> HPO 4 -2 + M + Exudación de quelantes MPO 4 + Q -> MQ + HPO 4 -2 Exudación de fosfatasas

17. MICORRIZAS El Proceso de absorción de minerales por la raíz puede ser modificado por asociación simbiótica de hongos con la raíz. “ Asociación simbiótica mutualística entre hongos no patogénicos del suelo y la raíz de plantas superiores”

18. Micorriza (hongo-planta) Líquen (hongo-alga)

19. Líquen

20. Beneficios de la simbiosis hongo-planta (micorrizas) Para las plantas: 1.- Aumento del área fisiológicamente activa de las raíces. 2.- Aumento de la captación de agua y nutrientes como fosfatos , potasio y calcio, metales trazas como zinc y cobre del suelo. 3.- Aumenta la tolerancia de las plantas a las temperaturas del suelo y acidez extrema. 4.- Provee protección contra ciertos patógenos.

21. Beneficios de la simbiosis hongo-planta (micorrizas) Para el hongo: 1.- Recibe principalmente carbohidratos de la planta.

22. Efecto de la micorrización No micorrizada Micorrizadas

23. No micorrizada Micorrizada Palmera Efecto de la micorrización

24. HONGOS

25. Cuerpo filamentoso de un hongo

28. Absorción de agua: RAÍZ Pelos radiculares o absorbentes : - largos - delgados - aumentan área superficial de la raíz

30. MICORRIZAS : - Ectomicorrizas - Endomicorrizas o micorriza vesicular-arbuscular - Ectendomicorrizas - Ericoides - Monotropoides - Arbutoides

31. ECTOMICORRIZAS Común en Gimnospermas (género Cupressus, Thuja, Sequoia ) y Angiospermas Manto Malla de Hartig Hongos: Basidiomycetes Ascomycetes

33. Manto externo Manto externo Malla de Hartig Célula epidermal

34. Ectomicorrizas

35. Hongos del género Glomales . MICORRIZA VESICULAR-ARBUSCULAR

37. Tronco de la hifa Membrana periarbuscular Matriz interfacial Pared celular del hongo Memb plasmática del hongo Arbúsculos

38. Matriz interfacial compartimiento entre la pared del hongo y la membrana periarbuscular Celulosa, pectinas, β -1,3-glucanos, glicoproteínas ricas en hidroxiprolina

39. Zonas de intercambio de nutrientes Pi

40. PROCESO DE COLONIZACIÓN DEL HONGO Mecanismo ¿ ? Raíz  señales volátiles Hongo  secreta enzimas hidrolíticas Exo- y endo-glucanasas Celulasas Xiloglucanasas Poligalacturonasas.  Fuerza mecánica

41. Etapas en la colonización de un hongo formador de micorrizas vesicular-arbuscular : - Germinación de la espora - Diferenciación hifal - Formación de apresorios - Penetración a la raíz - Crecimiento intercelular - Formación de arbúsculos - Transporte de nutrientes.

42. Características morfológicas en el metabolismo de un hongo micorrizal

43. Respuesta de la célula de la raíz frente al desarrollo del arbúsculo - Fragmentación de la vacuola - Migración del núcleo a una posición más central - Aumenta el número de organelos - Reorganización del citoesqueleto - Aumenta la superficie de la membrana plasmática

45. FIN Kosuta, S. y cols. (2003). A diffusible factor from arbuscular mycorrhizal fungi induces symbiosis-specific MtENOD11 expression in roots of Medicago truncatula . Plant Physiology . 131: 952-962 Representación esquemática de los co-cultivos del hongo simbiótico y la leguminosa

46. Inducción de pMtENOD11-gusA en raíces en el cocultivo separado por membranas. a, b, d, f y g: raíces transformadas c, e y h: raíces control i: planta entera j: planta control k, l: inducción de pMtENOD11-gusA con otros hongos

47. Mutantes para el estudio del proceso de colonización

48. Rutas bioquímicas del metabolismo del carbono entre el micelio intra y extraradical

50. Benabdellah, K. y cols. (2000). Alterations in the plasma membrane polypeptide pattern of tomato roots ( Lycopersicon esculetum ) during the development of arbuscular mycorrhiza. Journal of Experimental Botany. 51(351): 747-754.

51. 2D-PAGE 6 semanas después de la inoculación con el hongo

52. 2D-PAGE 4 semanas después de la inoculación con el hongo