Estrés y Metabolismo Secundario

• Estrés medioambiental = factor ambiental que ejerce un efecto negativo sobre el desarrollo óptimo
• Sesilidad


  Causa última de la diversidad de respuestas antes estreses ambientales en plantas
• Respuesta


  Alteración morfofuncional que se produce frente a un estrés
• Adaptación


  Modificaciones heredables definidas genéticamente y en parte que les permiten sobrevivir y reproducirse en un ambiente particular
• Acomodación


  Sinónimos: aclimatación / endurecimiento. No son necesariamente adaptaciones en el sentido de evolución, pero permiten sobrellevar o "sufrir" el estrés

  
• Tipos de respuestas


  • Resistencia
  • Tolerancia
  • Evitación
  • Escape
• Estrés es un concepto relativo. Lo que es estresante para una especie no lo es para otra
• Fases de la respuesta al estrés

  1. Alarma: activación de mecanismos de defensa

  2. Resistencia: nuevo estado fisiológico óptimo

  3. Agotamiento: relentiza la resistencia

  4. Regeneración: regenera y alcanza nuevo estado óptimo
• Fotoinhibición


  Reducción de la eficacia de la fotosíntesis y al bloqueo de la fosforilación y el transporte de electrones
• Fotooxidación


  Destrucción enzimática de pigmentos asociados a las LCII mediante la liberación de las clorofilas de las proteínas de estas antenas
• Adaptaciones a estrés por luz

  • Proteínas que ligan transitoriamente a los pigmentos liberados
  • Disipación energética por el ciclo de las xantofilas
  • Aumento de la reflectancia foliar
  • Redistribución de cloroplastos en el mesófilo
  • Movimientos verticales de hojas (Maranthaceae)
• Radiación ultravioleta


  315-400 UV-A, 280-315 UV-B, 100-280 UV-C
• Efectos fisiológicos de la radiación UV-B

  • Daño al ADN: Dimerización de timinas, rompimiento de cadenas ADN
  • Biomembranas: Peroxidación lipídica
  • Aparato Fotosintético: Recambio de la D1, Inactivación de PSII, aclarado de pigmentos, reducción de actividad de enzimas (como Rubisco)
  • Fitocromos: Foto oxidación de auxina
• Evitación de los efectos de UV-B

  • Metabolitos secundarios: se activan receptores de uv-b y luz azul, acumulación de flavonoides, alcaloides ceras y poliaminas
  • Neutralizadores de Radicales («scavenger»): aumento de la capacidad antioxidante (peroxidasas, reductasas, etc.)
• Adaptaciones morfológicas al estrés hídrico

  • Suculencia, reducción de tamaño, espinas, CAM, raíces profundas
  • Epidermis múltiples, cutículas gruesas, estomas hundidos, pubescencia, xilema angosto
  • Puntuaciones rebordeadas, aerénquima
• Respuestas fisiológicas al estrés hídrico

  • Cierre estomático
  • Ajuste osmótico
  • Ajuste elástico
  • Embolismo parcial
  • Caducifolia
  • Levantamiento hidráulico
  • EUA
  • Aquaporinas
• Salinidad


  Se expresa en valores de conductividad eléctrica y se expresa en unidades Siemens (S/m)
• Estrés salino


  Tiene dos componentes principales: factor osmótico y factor iónico
• Respuestas de las halófitas al estrés salino

  • Selectividad radical
  • Almacén de sales en vacuola
  • Glándulas salinas
  • Hojas carnosas y suculentas
• Efectos primarios del estrés salino

  • Deshidratación
  • Estrés iónico: Destrucción de membranas
• Efectos secundarios del estrés salino

  • Alargamiento celular
  • División celular
  • Formación de ROS aumentada
• Solutos del estrés salino (osmolitos)

  • Glicerol
  • Polioles: derivados de azucares (cíclicos= inositol o mioinositoles)
  • Prolina: a.a. se acumula bastante antes estrés hídrico
  • QAC: quaternary amonium compounds
  • TSC: tertiary sulfonium compounds
  • Osmotinas: proteínas que se acumulan durante estrés salino
• Aumento inmediato de ABA con más salinidad
• Estrategias de tolerancia al estrés salino

  • Evitación
  • Eliminación
  • Dilución
  • Compartimentalización
• Adaptaciones al estrés térmico

  • Aumento de porcentaje de ácidos grasos saturados en membranas al calor; al frío, más insaturados
  • Proteínas anticongelantes al frío
• Respuestas al estrés térmico

  • Evitación del calor: Abrigo del calor, reflexión, asilamiento del calor, enfriamiento por E, División de las hojas, Orientación foliar
  • Tolerancia al calor: Resistencia citosólica: HSP, lípidos de membrana, chaperones térmicas
• Choque térmico


  Aumento secuencial de temperatura hasta cierto punto donde puede ser tolerado. Efectos: disminución de reacciones misceláneas, síntesis de proteínas de choque térmico (HSP), reinicio gradual de la expresión de genes misceláneos
• Hardening o endurecimiento


  Tolerancia a la temperatura a través de cambios en lípidos de membrana, proteínas de choque térmico (HSPs), y chaperones químicos: glicerol, prolina, betaínas que estabilizan la estructura terciaria de proteínas
• Efecto de las ondas de calor en café y tomate
• Proteínas de choque térmico (HSPs)

  Chaperones químicos: glicerol, prolina, betaínas que estabilizan la estructura terciaria de proteínas
• Descanso de 10 minutos
• EFECTO DE LAS ONDAS DE CALOR EN CAFE Y TOMATE
• Leyenda de la figura anterior

  De derecha a izquierda, se resumen los efectos conocidos de las altas temperaturas en los árboles a escala celular, foliar y de la planta completa. Un aumento, una disminución o ningún cambio en un proceso en respuesta a una temperatura alta se indica mediante +, − y 0, respectivamente. Más de un símbolo asociado con un proceso indica variación entre especies o dentro de ellas. La "Y" indica evidencia de aclimatación informada en respuesta a la exposición a altas temperaturas; N indica que no se ha informado aclimatación; y ? indica que la aclimatación puede existir, pero la evidencia es limitada. La variación genotípica conocida en la respuesta de un proceso que puede ser útil para la selección genética para aumentar la tolerancia al calor se indica mediante (x). Los procesos enumerados son solo un subconjunto de los que ocurren en cada escala e indican el nivel actual de información disponible sobre los efectos del calor extremo en los árboles. HSP, proteínas de choque térmico; PSII, fotosistema II; COV, compuestos orgánicos volátiles.
• EVITACION DEL FRÍO
• Efectos de las bajas temperaturas
• Porcentajes de daño en café por Temp. de 1 C por tres días
• Efecto del frío por enfriamiento (Chilling: refrigeración)
• DEFICIENCIA DE OXIGENO E HIPOXIA
• DIFUSIÓN DEL AGUA EN SUELO ES 10000 VECES MENOR QUE EN EL AIRE
• EL OXIGENO ES POCO SOLUBLE EN AGUA