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Exudados radiculares

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on 17 February 2014

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Transcript of Exudados radiculares

Exudados radiculares como mediadores en la adquisición mineral en ambientes pobres en nutrientes
Introducción
El proceso de desarrollo de las plantas está controlado por señales moleculares internas que dependen del correcto aporte de nutrientes minerales del suelo a las raíces
Cambios en la concentración de ciertos nutrientes pueden cambiar la
concentración en los tejidos de citoquininas y ácido abcisico.
Las dos principales señales de control del crecimiento
Exudados radiculares
Sustancias liberadas alrededor del medio por las raíces. Estos compuestos están presentes en la rizosfera la cual es rica en nutrientes. Y gracias a esto la planta determina su dimensión y composición de su microbiota rizosferica.

Fijación deNitrógeno por leguminosas . Nodulación
El proceso de simbiosis entre los rizobios (Rhizobium, Bradyrhizobium y Azorhizobium) y las plantas con la que se asocian específicamente está controlado genéticamente.
La infección consta de dos etapas:
Preinfección o atracción quimiotáctica de la bacteria por la planta seguida de la inducción de cambios estructurales en los pelos radiculares.
Infección: la bacteria entra en el pelo y forma canales

Lorena Vidal Gil
¿Para que son necesarios estos nutrientes?
Crecimiento de los órganos individuales
Síntesis de citoplasma
Síntesis de organelas y paredes celulares
División y crecimiento celular
Principales nutrientes
La cantidad de exudados radiculares determina el nivel de transcripción de genes nod.
Leguminosas que tienen inhibida la biosíntesis de inductores de genes nod y la exudación muestran una nodulación y fijación de N reducida.
Suelos con baja concentración de nutrientes estimulan la fijación de nitrógeno.
Plantas que viven en ambientes con baja concentración de nutrientes emplean exudados radiculares como señales simbióticas sobre microorganismos del suelo implicados en la adquisición de nutrientes
Solubilización de nutrientes por enzimas de exudados radiculares
La actividad de enzimas extracelulares es una fuente disponible de fósforo
Bajas concentraciones de P en las raíces como resultado de su deficiencia inducen la síntesis de novo,intracelular y extracelular, de ácido fosfatasas, seguido de un incremento en la liberación de fosfatasas en los exudados radiculares
Estas enzimas de exudados radiculares incluyen ácido fosfatasas, fosfatasas fúngicas ácidas y alcalinas y fosfatasa alcalina bacteriana.


Su función es hidrolizar y movilizar el P inorgánico a P orgánico
Lupinus albus
Secreta 20 veces más ácido fosfatasas en situación de estrés por fósforo
En condiciones de baja concentración de P se produce la síntesis y exudación de una fosfatasa ácida relacionada con la formación de grupos o racimos en las raíces para la hidrolización de P en las inmediaciones de los pelos radiculares
Apirasas
Enzimas implicadas en la nutrición de P mediante la liberación extracelular de ATP y otras moléculas de fosfato orgánicas
Fitasas
Hidrolizan ácido fítico para liberar P inorgánico
Existe una fuerte correlación entre la deficiencia en P y la liberación de fitasas en muchas especies de plantas
Las células de el borde de las raíces:
Liberan enzimas exacelulares
Inducen la producción de genes nod
Controlan señales de expresión génica
Desempeñan un papel importante en la adquisición de nutrientes en la rizosfera
Movilización de nutrientes por exudados radiculares de compuestos orgánicos
Compuestos fenólicos de los exudados radiculares solubilizan Fe, P y otros nutrienes de fuentes no disponibles para la absorción de las plantas
Formación de quelatos estables de Fe y Al presentes en Fosfatos de Fe y Al
Incremento de la solubilidad del Fe P
Fitosideróforos
Estrategia muy efectiva en caso de deficiencia de Fe
Pastos y cultivos de cereales
Habilidad para solubilizar Fe (Fe3+ a Fe2+)
Solubilización de otros micronutrientes (Mn, Cu y Zn)
Incrementan la concentración de micronutientes en la rizosfera
Los sistemas de liberación y absorción se encuentran bajo mecanismos de control diferentes
La deficiencia de Fe o Zn en el suelo induce la síntesis de novo de fitosideróforos.
Fitosideróforos +complejos ferricos insolubles---> complejo transportado en el citoplasma por un transportador específico de membrana
La liberación de H+ a la rizosfera produce la activación de la enzima reductasa férrica.
Ácidos del ciclo de Krebs son acumulados en los exudados radiculares de plantas que sufren inanición
Juegan un papel crucial en la adquisición de nutrientes (P,Fe y Mn)
chickpean
soybean
Los aniones de ácidos orgánicos en los exudados radiculares pueden formar quelatos de Fe, Mn y sus óxidos
Bajos niveles de ácidos orgánicos pueden provocar efectos fitotóxicos en las raíces y la microbiota beneficiosa
Utiliza ácido cítrico en los exudados radiculares para solubilizar P, Fe,Mn, Cu y Zn
Absorción/Excreción de aniones y cationes
Toman aniones en exceso de cationes, las raices secretan HCO3- y aumenta el pH de la rizosfera
Absorben cationes en exceso de aniones, exudando H+ y disminuyendo el pH

Mantener la electroneutralidad
Este balance está influenciado por las fuentes de N
La liberación de H+ ocurre durante la fijación de nitrógeno por las leguminosas, esto puede dar lugar a la acidificación de la rizosfera y a una mayor disponibilidad de nutrientes limitantes
Aumento de la liberación de H+ bajo deficiencia de Fe o P. Acidificación de área apical.
Representan un desafío para la adquisición de nutrientes y pueden amenazar la supervivencia de organismos beneficiosos así como la supervivencia de las raíces
Rhizobium ha desarrollado tolerancia a bajos pH y expresión de genes tolerantes al ácido.
Plantas transgénicas

Ambientes de naturaleza ácida
Conclusiones
El desarrollo de las plantas está determinado por la concentración de nutrientes
Los exudados radiculares, fitosideróforos, enzimas y las células del borde de las raíces juegan un papel directo en la absorción de nutrientes
Los ácidos fenólicos y aldónicos exudados por las raíces inducen a la formación de nódulos en leguminosas
Los ácidos orgánicos de los exudados solubilizan nutrientes que no estaban disponibles (Ca,Fe y Al)
Debe existir una neutralidad eléctrica
Suelos muy ácidos tienen efectos fitotóxicos.
Bibliografía
Root exudates as mediators of mineral acquisition in low-nutrient enviroments. Felix D. Dakora & Donald A. Phillips
Genética molecular de la infección de las leguminosas por Rhizobium (www.unavarra.es)
Rootexudates.blogspot.com
www.quimicageneralpapimeunam.og
www.chemiqar.com
www.eez.csic.es
www.greenharuest.com
www.efn.uncor.edu

Gracias por vuestra atención
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