Giberelinas GA 01.pptx

GIBERELINAS (GA)
Dr. Ing. Agr. Thomas Fichet
Dpto. Producción Agrícola
tfichet@uchile.cl

GIBERELINAS
-Kurosawa (1926): Descubre en el
hongo Fusarium (Gibberella) fujikuroi
una sustancia que provoca
alargamiento de entrenudo en arroz.
PARTICIPAN:
1.Elongación celular
2.Elongación raíz principal
3.Alargamiento de entrenudos
4.Desarrollo del embrión (fruto)
5.Favorece floración plantas anuales
6.Inhibición floración plantas perennes
7.Antisenescente
8.Germinación

O2
H2O
GA13-hidroxilasa
GA53 GA12
O2
H2O
O2
H2O
C20
GA44 GA15
O2 O2
GA20-oxidasa
2-oxoglutarato
glutarato
2-oxoglutarato
glutarato
H O H O
2 2
GA19 GA24
H2O
CO2
H2O
CO2
GA17 GA25
GA13-hidroxilasa ??
GA20 GA9
GA51
GA2-oxidasa
GA5
GA3-
oxidasa
O2
GA29
GA2-oxidasa
O2 2,3-didehidro-GA9
GA3-
oxidasa
GA7
H O
H O 2
2
GA51-catabolito
GA29-catabolito GA3
C19
GA4
GA1 GA13-hidroxilasa ??
GA2-oxidasa GA34
GA8
GA8-catabolito
GA34-catabolito
Ruta 13-OH Ruta No 13-OH

Sun, 2008
Formas activa de giberelinas

H
O
CO
OH
H
GA3oxidasa GA3oxidasa
COOH
GA20
H H
O O
CO CO
OH OH
HO HO
H H
COOH
GA3
COOH
GA1

H
O
CO
H
GA3ox
GA3ox COOH
GA9
H
O
H
O
CO
CO
OH
OH
HO
HO H
H
COOH
COOH
GA7 GA4

H H
O O
GA4 GA1
OH
CO CO
H
HO HO
H H
COOH COOH
GA2oxidasa
H H
O O
OH OH
CO CO
GA34 GA8
OH
H
HO HO
H H
COOH COOH

o
o
O C02H HO HO
GA:w·catabo te
/
HO
17- . HO OH
epoxide
-o H CO CH, ~·
OH
GA m thyl ster GA glucosyl esters CH H
HO CO
Qué hay de nuevo en las rutas de biosíntesis de GA?
o
..
.
o
H
l
i
'
º o
GA, 16 17-
dihydrodiol
Hedden y Thomas, 2012

ite
C H
GA416
epo ide
CO
17- OH
GA glucosyl esters CH2
Hedden y Thomas, 2012
HO
~o l
/
HO
HO
GA, 16 17-
di ydrodiol
Conjugación reversibles de giberelinas activas
(forma de almacenamiento)

Efecto de la retroalimentación sobre la expresión de los
genes que codifican para enzimas del metabolismo de GA
ent-kaureno
Auxinas
GA20ox GA3ox
GA53/12 GA20/9 GA1/4
Foto período
(alargamiento del
entrenudo)
GA2ox
BR
GA8/34
Múltiples genes
con diferente
expresión
Respuesta

,
n
,
,
r
teroides
e GA?
I GA ldehyde
BR biosynthesis
3
.
CPD .., 2.
KA01 KA02 '
GA1
2
/Q
''
ué hay de nuevoGe
Antre
Brasino
,'GSK3~
,
y su relación con las síntesis d
GA20ox
'
K3
.,
,
GA2 ,
'G
GA20ox espo se
f
GA3ox on E-box
,
'
Unterholzner et al., 2015
GA20ox
.,
5
non E-box
, ,,
, go
GA20ox espo
G
E-box

Efecto de la aplicación de GA3 sobre la expresión de genes que
GA. Retroalimentación
codifican enzimas del metabolismo de
negativa.
X
GA5
GA3
Sponsel y Hedden, 2005
GA19
X
GA20
GA29
GA1
GA8

Síntesis de Giberelinas
Giberelinas activas Giberelinas inactivas
GID receptor de GA
Proteína represora (DELLA)
Activación genes
X
dependientes de GA
.- Alargue de células
.- Promoción de la floración en plantas anuales
.- Inhibición de la floración en frutales
.- Germinación de semillas
.- etc.
Homeostasis de giberelinas y elementos implicados

Síntesis d
X
e Giberelinas
Giberelinas activas Giberelinas inactivas
Proteína rep
X
resora (DELLA)
Activación genes dependientes de GA
.- Alargue de células
.- Promoción de la floración en plantas anuales
.- Inhibición de la floración en frutales
.- Germinación de semillas
.- etc.
GID receptor de GA
GA3
Señales del
medioambiente y/o
endógenas
Homeostasis de giberelinas y elementos implicados

GAuo • GA12 •
l
GA1s •
1 •
GAs •
GA34
diphosphate 4D
GGDP ent- aurene • Kaurenol • Kaurenal
4D 4D
ent-7a- ent-
• acid acid
::
s
..1
.
....
:1
:
r
'""I
'<
,-..
o
::
s
...
...
~
'<
1
(JQ
=
SLRl
~
-
· Ma et al.,, 2011
GA responses
,
-.,
·,
1
(J=Q
O ent-Copalyl K ent- ent-
1•
GA12-aldehyde +--- Hydroxylkaurenoic Kaurenoic
z
o 1
w
'<
e,
;,<
.
-...
·..
"d
::r
~

…y cómo funciona GID??
GID1
GA = Giberelina activa
GID1 = Receptor de GAs (proteína)
SCF = Proteína de “renovación”
DELLA = Represor transcripcional
(proteína)
GA-TF = Factor de transcripción
dependiente de GA
Bonetta y Mc Court 2005
GA
GID1
SCF SCF
DELLA
GA-
TF
No hay Transcripción Hay Transcripción

Control
300 mg/L GA3
Microfibrillas de celulosa
Efecto de la aplicación de GA3 en naranjos sobre
largo de entrenudos y tamaño de hojas

14
12
10
8
c
c c
6
4
2
0
0
10-10-2014
5 10 15 20 25 30 35
11-11-2014
Días después de aplicación
Crecimiento
de
brotes
(cm)
a
b b
c b
c c
c c c b
c
T
estigo
Sunny (0,5%)
Sunny (1%)
Evolución del crecimiento de brotes, de aguacates Hass/Dusa
tratados con Uniconazol. Barras verticales e. e. Letras distintas
entre fechas y tratamientos indican que hay diferencias
significativas, según prueba múltiple de DGC (α≤0,05).

Posible mecanismo en la elongación celular mediado por
GAy/o IAA
vía GAs y/o IAA
Elongación celular
Estimulación PARED CELULAR H2O
Membrana
plasmática Pared
celular
Activación
Proteína
(bomba de H+)
Expansinas
CITOPLASMA
Moléculas
de celulosa Perdida de celulosa, la célula puede elongarse

Relación entre auxinas y giberlinas en
de
el alargamiento de entrenudos
arvejas
Y
amagushi , 2008

Aplicación de 100 mg/L de GA3 para mejorar crecimiento
en maíz por falta de calor (siembra de invierno)
100 mg/L de GA3

AP = Agua Profunda
AS = Agua Superficial Ayano et al., 2014
entrenudo
AP
AS
nudo
AS
nudo
AP
Efecto de la inmersión sobre crecimiento de los
entrenudos en plantas de arroz sumergidas

Influencia de la concentración de una fitohormonas
sobre la respuesta de crecimiento
0
10-11 10-9 10-7 10-5 10-3
Acosta et al 2000
Inhibición
Estimulación
Tallos
Y
emas
Raíces

0
1 5 15 25 35
GA3 mg/L
Inhibición
Estimulación
Entrenudos

F-
Fruto
E10
Ped.
H0
H-1
a
E9
[3
H]GA1
(%) dpm recuperada sobre el total
recuperado
[3
H]GA20
(%) dpm recuperada sobre el total
recuperado
Órgano analizado
H0 5’0 10’5
E10 1’9 4’1
Pedúnculo 4’3 12’5
E9 5’3 5’7
H-1 0’6 0’6
(%) total dpm recuperada 100 100
Fruto 5’3 6’6
Folíolos aplicados 77’6 60’0
Conclusión:
Muy baja movilidad dentro de la planta

Usos agrícolas GA
-
-
-
-
-
-
-
-
Crecimiento de frutos.
Inhibición floral en frutales.
Promover floración en hortalizas.
Evitar degradación de la clorofila.
Aumentar firmeza de la pulpa.
Germinación de semillas y papas
Raleo floral sólo en uva
Mejorar cuaja

Usos agrícolas GA
-
-
-
-
-
-
-
Mejorar cuaja

- GA3
+ GA3
Aumento de la baya
GA3

Evolución del volumen de baya desde primera aplicación hasta cosecha
18000,00
Testigo 20(13-15)
16000,00
20(17-19) 20(13-15;17-19)
14000,00
40(17-19)
12000,00
10000,00
8000,00
6000,00
4000,00
2000,00
0,00
16 DAP 8 DAP PINTA 6 DDP 14 DDP 20 DDP 30 DDP 34 DDP 41 DDP 49 DDP 55 DDP-
Cosecha

Usos agrícolas GA
-
-
-
-
Inhibición de su síntesis para control
de la planta.
de tamaño
-
-
-
-
-
Inhibición de su síntesis para mejorar
Mejorar cuaja
floración.

Número de limones cosechados por árbol, invierno 2004,
en limoneros
2003.
var. Lisboa tratados con GA3 en otoño de
Vargas,A., 2004
Concentración de GA3 Nº frutos promedio/árbol
0 mg/L 650 b
20 mg/L 469 ab
30 mg/L 181 a

Retorno floral en aguacates variedad Hass, asperjados con 300 mg·L-1 de
ácido giberélico en distintas
región de Valparaíso.
fechas. 27 de octubre de 2014. Llay Llay,
Mes de aplicación ácido giberélico Retorno floral (porcentaje de copa florecida)
%
30,0±16,9
27,5±12,3
Sin aplicación
Diciembre 2013
a
a
Marzo 2014
Abril 2014
Mayo 2014
Junio 2014
17,5±3,8
20,0±7,1
17,5±12,3
19,4±8,2
ab
ab
ab
ab
T
orres, Covarrubias y Fichet, 2016
Aplicaciones en enero y febrero inducen
hasta un 60% de inhibición de la floración
Enero 2014 13,1±8,0 b
Febrero 2014 10,0±2,7 b

lnduct on
Budburst
and
lnltlatíon
Veraison
Fruitset Harvest
1
j
!
Bud dormancy
1
1
1 Anlagen
1
,-
-
1
Anthesls Berry
formatlon
Berry
rlpenlng
flower fonnatlon
'
I Gell ~
-
lon
-ga
-tio n Gell
elongation
Seed grow1h
j
Tartaric & malic
acids
GA3
1
Anlagen lmmature lnflorescence dlfferentlatlon
1
1
Bud dormancy
Wlnter Sprlng Summer Autumn !
Wlnter
Carmona et al., 2008
Giucose & fructose
Anthocyanins
Cell division
lnflorescence development and
1
lmmature lnflorescence differentíation

Síntesis
de GA
GAactivas
GAacople a su receptor
Represor GAI
No puedo
florecer
Aplicación
GA3
Giberelinas (GA) y su relación con
la floracion en frutales

VvGAI1
Pinot Meunier
GA3
GA3 ?
Boss y Thomas
NA
TURE V
ol. 416

- VvGAI1
+ VvGAI1
Boss y Thomas
NATURE Vol. 416

Fertilidad de yemas en vides var. Flames seedless tratadas con Cycocel
(CCC), la temporada anterior.
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0 500
CCC (mgL-1)
1000
Ribeiro y Filho, 2003
Fertilidad
de
yemas
(%)
0,543
0,312
0,282

En el cultivo de alcachofa, la formación de la flor es vital…
y el frío juega un papel fundamental en este proceso,
como ya se ha mencionado anteriormente…
Y si falta frío??
10 a 20 mg/L de GA3
30 a 60 DAF

Fotoperiodo
Síntesis de GA
GAactivas
GAacople a su receptor
Repre
X
sor GAI
Giberelinas (GA) y su
relación con la floracion en
plantas anuales

Efecto de la aplicación de GA3 sobre el color de
limones var. Lisboa.
Vargas,A., 2004
mg/L
mg/L
GA3 30 GA3 20 Testigo

T
estigo 20 mg/L Nebulizadora 20 mg/L Electrostática
Calibre
promedio
% Sólidos
Solubles
Firmeza
(g/mm2
)
27,60 a 19,00 a 233,55 a
26,40 a 18,10 a 239,99 ab
27,20 a 16,80 a 250,24 ab
26,40 a 18,60 a 266,66 b
27,20 a 17,40 a 300,98 c
26,40 a 18,90 a 305,80 c
[GA3 mg/L]
Testigo
20 Electrostática
10 Electrostática
20+SP Electrostática
20+SP Nebulizadora
20 Nebulizadora
TRATAMIENTOS PARAMETROS EVALUADOS

14
0
12
0 D BA + GA4 +7
ontro
D
!o... --.
~
E
b
10
0
g-
E
-~
- ~ 80
-~ -~
])
"'O "'O
ro z
60
4
0
"'O ..._
2
0
(])
o
a
b
e
a a
b
,~ -
,~ - -
75 100 210
Días después de plena flor
Joshi et al., 2018
(/)
(])
ro
E
(]) T""
~
g
-
-~
-
--
-~
(]) (
"'O
"'O O
ro
(/)
e
o
Efecto de la aplicación de BA (20 mg.L-1) y GA 4+7 (20 mg.L-1) a los (7; 21;
35 y 50 DDPF), sobre la densidad de células epidermales en manzana “Pink
Lady” para evitar partidura de fruto

La semilla.. un modelo para entender el mecanismo de las GA
aleurona
GA
Alfa-amilasa
+ otras
enzimas
Glucosa
áá
azucares
ALMIDON

La#hidrólisis#del#almidón#en#el#endosper
mo#
es#iniciada#por#GA#producidas#por#la#cap
a#de#
aleurona#o#porque#se#agregan#en#el#proc
eso#
de#malteado
#
GA
GA
azucares almidón
Embrión
Endospermo Capa de aleurona
amilasa

AtGA3ox2
Genes regulados por GA
Germinación
Yamauchi et al., 2004
GA4
Frió AtGA3ox1
GA9
Este gen es activado
por la luz y
promueve síntesis
de GA activas?

- Altos niveles
elongación de
tuberización.
dominante.
de GA, promueven la
estolones e inhiben la
Es la fitohormona
- La declinación de la actividad de las
GA, esta asociado con la tuberización.
tuberización
ABA estimula la
GA
contrarrestando las y sacarosa
tubérculos
regula la formación de
influenciado por GA.
Inmersión de “papas semillas” entre 1 mg/L (60 min)
y 5 mg/L (5 a 10 min) de GA3, mejoran brotación.

2
35
Niveles de GA en bayas de uva Sultanina, sin aplicaciones de GA3
desde 50% de floración en los dos primeros hombros. Proyecto
Genoma GO2P1002
ng/g
PF
ng/g
PF
Ruta 13-
OH
GA19
30
GA3
25
20
15
10
5
0
Ruta 13-OH
GA44
3 GA20
2,5 GA29
GA1
GA8
1,5
1
0,5
0

Niveles de GA en bayas de uva Sultanina, sin aplicaciones de GA3
desde 50% de floración en los dos primeros hombros. Proyecto
Genoma GO2P1002
ng/g
PF
Ruta No 13-OH
3,5 GA9
3 GA4
2,5
2
1,5
1
0,5
0

Ruta de la 13-OH en uva var. Cabernet Sauvignon
GA44 GA19
6
GA20 GA29
5
4
3
2
1
0
10 DD50%F 20 DD50%F 40 DD50%F
Genoma Chile FONDEF G02P1002
GAs
ng/g
P.F.
GA20 GA2
GA1 GA3
GA8

Ruta de la No 13-OH en uva var. Cabernet Sauvignon
12 GA9 GA4
10
8
6
4
2
0
10 DD50%F 20 DD50%F 40 DD50%F
Genoma Chile FONDEF G02P1002
GAs
ng/g
P.F.

Niveles de transcrito de GA2ox y GA20 ox durante el desarrollo de
bayas de uva Sultanina (Proyecto Genoma GO2P1002)
1, hoja expandida; 2, racimo de 15-20 cm; 3, flores y cuaja; 4-5, bayas 4 mm; 6-7,
bayas 8 mm; 8-9, postpinta; 10-11, bayas maduras. Gentileza Dr. Hinrichsen (INIA)

600 2 2010
2011
0.4
IAA GA4
GAl
1.5 0.3
~
b.
O
400
1 0.2
<,
b.O
200
e 0.5
o
0.1
o
o
Oikawa et al., 2015
2SAF
1SAF
F
2SDF
1MDF
2MDF
3MDF
4MDF
Cos
2SAF
1SAF
F
2SDF
1MDF
2MDF
3MDF
4MDF
Cos
2SAF
1SAF
F
2SDF
1MDF
2MDF
3MDF
Y cómo se relacionan estos niveles fitohormonales con el
crecimiento del fruto?
Niveles endógenos (ng/g PS) de IAA, GA1 y GA4 en botón
floral y posterior fruto de peral “La France”. Círculos negro
año 2011, círculos blancos año 2010.

1.6
1.4
1.2
1
08
0.6
0.4
0.2
2WBB
2SAF lWBB
2SDF Flora
Bción 2WAB
2SDF lMAB
1MDF
40
0
35
0
30
0
25
0
O)
20
0
15
0
10
0
5
0
o
22
W
SB
AB
F
2
lW
SD
BF
B Flora
Bción 2
2W
SD
AF
B l
1M
MA
DB
F 2
2M
M
D
A
F
B 3
3M
MD
AF
B 4
4M
MA
DB
F
CosH
echa l2
M
M
A
D
H
C
Oikawa et al., 2015
Peso
(gramos)
.
o
Aumento del tamaño del ovario y posterior frutos de peral
“Le France”

AUCSIA
?
Polinización
ARF7 Auxinas Giberelinas
26S
GA20ox
Della
Aux/IAAs 26S
Genes de respuesta a
auxinas
Genes de respuesta a
giberelinas
División celular Expansión celular
Órganos florales
TM29, PAT
?
Crecimiento del fruto
De jong et al., 2009

Sacarosa
Auxinas
? ?
Sacarosa sintasa
Sacarosa invertasa
GA
Azucares
Auxinas
GA
Ovulo
Sacarosa

Zhang et al., 2007
Efecto de la aplicación de GA3+4 sobre la calidad y niveles de
diferentes azucares en peras var. Kousui a cosecha

Corazón
L
-
i
3
5
-
T-
'-
~
-
Q)
e
o..
O.
>
Cambios en el tiempo
de la actividad de la
neutral invertasa en
peras var. Kousui”
tratadas y no tratadas
T-
' e
E
Q)
(/)
O>
o
-
e
E
con giberelinas (GA). ns ~
:
-
~
5
no significativo,
significativo
* o
(1
3
Q)
(/)
(1
3
t::
-
::::,
Q)
z
Zhang et al., 2007
o 7 14 2
8
35 42 49 56 63
2
1
DD
ía
as
ysde
as
ftp
eu
réts
red
ae
tm
l
Actividad
neutral
invertasa
(nmol
glucosa.min
-1
.
g
proteína
-1
) ns
MesC
oo
cra
erpo
(corazón)
~ GA
ns Endocarpo
(pF
ulle
ps
ah)
GA
-o- C
Co
on
nt
tr
ro
o
l l

Zhang et al., 2007
13
C
(mg.fruto
-1
.h
-1
)
T
asa
de
acumulación
de
Días después de tratamiento
GA
Control
Influencia de la aplicación de giberelinas (GA) sobre la tasa de
acumulación de 13C en peras var. Kousui”. Barras verticales =
e.s. * y ** significativo (0,05 y 0,01)

Usos agrícolas inhibidores de GA
-Inhibición cuaja en frutales.
- Inhibición de su síntesis para control de tamaño
de la planta.
- Inhibición de su síntesis para mejorar floración.

G
x
GPP
Enzimas: ciclasas
Proplastidios
CDP sintasa
CDP
xEnt-Kaureno sintasa
ent-Kaureno
xEnt-Kaurenoico oxidasa
Enzimas:
monooxigenasas P-450
Retículo endoplásmatico
Ácido ent-Kaurenoico
GA12-aldehido
GA12
GA53
x
GA44
x
GA19
GA20-oxidasas
x
GA20
x GA3-oxidasa
Enzimas: dioxigenasas
Citoplasma
Forma
activa
GA1
x GA2-oxidasa
GA8
Exo-16,17-Dihidro-GA5-
13-acetato
Prohexadiona-Ca
Trinexapac-etilo
Daminozida
Tetcyclacis
Ancymidol
Flurprimidol
Paclobutrazol
Unicazol-P
Inabenfida
Chlormequat-Cl
Mepiquat-Cl
AMO-1618
Chlorphonium-Cl

Be
Pero es realmente el ovario el responsable de sintetizar GA ?
Paclobutrazol
Control
n-Cheikh et al., 1997
%
de
fruto
abscidido
Días después de tratamiento
Efecto de la aplicación de 25 µg paclobutrazol 5 días antes de
antesis sobre la abscisión natural de ovarios polinizados de
naranjas var. Pineapple (100 ovarios)

Sacarosa
Sacarosa sintasa
Sacarosa invertasa
Etc.
auxinas
Sacarosa GA
CK
Crecimiento
y
Desarrollo
Movimiento de auxinas
Embrión
Por lo tanto, las señales fitohormonales son muy
importantes para hacer crecer el fruto pero….

Estado: I II III IV V VI VII VIII
Maduración
Fase 1 crecimiento Fase 2 crecimiento Fase 3 crecimiento
ABA
G
X
A
CK
T
eribia et al., 2016
Qué pasaría si se
bloquea la síntesis de
giberelinas (GA) en el
embrión?

Aplicaciones de Uniconazol (0 a 250 mg/L) con 30% de
floración sobre % de cuajado en cerezas var. Bing.
Stern et al., 2009
CONCLUSIÓN
las GA son necesarias para el cuajado y posterior crecimiento del fruto….

Efecto de Prohexadione-Ca, inhibidor de síntesis de
giberelinas, en crecimiento de ramillas de cerezos Bing
Manríquez et al., 2005

Sobreconcentración
de
epoxiconazole
Concentración normal
de epoxiconazole

Sobre
concentración
de Uniconazol
en aguacate
Hass
Concentración
normal de
Uniconazol en
aguacate Hass
Bloqueo de GA induce:
1) Mayor clorofila
2) Menor tamaño de hoja
3) Menor largo entrenudos
4) Menor largo pedúnculo
5) Mayor ramificación raíces

Paclobutrazol(1%)
Control
Control
Uniconazol (1%)
Efecto de la aplicación de
uniconazol o
paclobutrazol en floración
de aguacate Hass sobre la
forma del fruto y tamaño
del pedúnculo

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