Función, identificación e importancia de fitohormonas: una revisión

Elías Asuncion-Cruz, Javier Alejandro Villa-Torres, Edna María Hernández-Domínguez, Erik Lopez Vazquez, Jorge Alvarez-Cervantes

Resumen


La agrobiotecnología busca que moléculas biológicas ayuden a la mejora del suelo, promuevan el crecimiento vegetal, generen mecanismos de defensa en las plantas, se obtengan mejores frutos y semillas, y se mantenga la producción por mucho más tiempo. En este sentido, las hormonas de plantas se han investigado en los últimos años, debido a sus características químicas y potencial uso. Estas se expresan en todas las etapas del ciclo de vida de las plantas, pero su concentración dependerá de factores genéticos, bióticos y abióticos, los cuales influyen en su actividad. Es por ello, que se han sintetizado de forma química y se han buscado fuentes de microorganismos que sean capaces de producirlas, con la finalidad de poder obtener mayor cantidad y disponibilidad de ellas. Los avances en su producción han generado que se establezcan diferentes técnicas para su cuantificación e identificación. La presente revisión tuvo la finalidad de actualizar los conocimientos e importancia de estas moléculas biológicas con un prometedor uso en diferentes campos de la agricultura.


Palabras clave


auxinas, citoquininas, crecimiento vegetal, fitohormona, giberelinas

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Referencias


Ahmad F, Ahmad I, KHAN MS (2005) Indole acetic acid production by the indigenous isolates of Azotobacter and fluorescent Pseudomonas in the presence and absence of tryptophan. Turk J Biol 29(1): 29-34

Ahmad P, Rasool S, Gul A, Sheikh SA, Akram NA, Ashraf M, Kazi AM, Gucel S (2016) Jasmonates: Multifunctional Roles in Stress Tolerance. Frontiers in Plant Science 7: 813; doi: 10.3389/fpls.2016.00813

Akhtar SS, Mekureyaw MF, Pandey C, Roitsch T (2020) Role of cytokinins for interactions of plants with microbial pathogens and pest insects. Frontiers in plant science 10: 1777; doi: 10.3389/fpls.2019.01777

Alcántara S, Jovanna AG, David J, Melida R (2019) Principales reguladores hormonales y sus interacciones en el crecimiento vegetal. NOVA 17(32): 109-129; doi: 10.25058/24629448.3639

Ali S, Xie L (2020) Plant growth promoting and stress mitigating abilities of soil born microorganisms. Recent patents on food, nutrition & agricultura 11(2): 96-104; doi: 10.2174/2212798410666190515115548

Areal GR, Bessa FJ (1966) La Cromatografía de Capa Fina y sus Aplicaciones al Campo Textil. Boletín del Instituto de Investigación Textil y de Cooperación Industrial (25): 6-26

Ariza FR, Barrios AA, Herrera GM, Barbosa MF, Michel AA, Otero SMA, Alia TI (2015) Fitohormonas y bioestimulantes para la floración, producción y calidad de lima mexicana de invierno. REMEXCA 6(7): 1653-1666

Bhalerao RP, Eklöf J, Ljung K, Marchant A, Bennett M, Sandberg G (2002) Shoot-derived auxin is essential for early lateral root emergence in Arabidopsis seedlings. The Plant Journal: 29(3): 325–332; doi: 10.1046/j.0960-7412.2001.01217.x

Binenbaum J, Weinstain R, Shani E (2018) Gibberellin Localization and Transport in Plants. Trends in plant science 23(5): 410-421; doi: 10.1016/j.tplants.2018.02.005

Borjas-Ventura R, Julca OA, Alvarado HL (2020) Las fitohormonas una pieza clave en el desarrollo de la agricultura. J Selva Andina Biosph 8(2): 150-164

Bottini AR (2019) Fitohormonas. Anales de La ANAV 70: 118-124

Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JK, Zhao Y (2020) Abscisic acid dynamics, signaling, and functions in plants. Journal of Integrative Plant Biology 62(1): 25-54; doi: 10.1111/jipb.12899

Camara MC, Vandenberghe LPS, Rodrigues C (2018) Current advances in gibberellic acid (GA3) production, patented technologies and potential applications. Planta 248: 1049-1062; doi: 10.1007/s00425-018-2959-x

Camelo RM, Vera MSP, Bonilla BRR (2011) Mecanismos de acción de las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal. Corpoica Ciencia y Tecnología Agropecuaria 12(2): 159; doi: 10.21930/rcta.vol12_num2_art:227

Cano MA (2011) Interacción de microorganismos benéficos en plantas: micorrizas, Trichoderma spp. y Pseudomonas spp. una revisión. Revista UDCA Actualidad & Divulgación Científica 14(2): 15-31

Cantín CM, Fidelibus MW, Crisosto CH (2007) Application of abscisic acid (ABA) at veraison advanced red color development and maintained postharvest quality of Crimson Seedless grapes. Postharvest Biology and Technology 46: 237-241

Castillo G, Altuna B, Michelena G, Sánchez BJ, Acosta EM (2005) Cuantificación del contenido de ácido indolacético (AIA) en un caldo de fermentación microbiana. Anales de biología 27: 137-142

Castillo G, Ortega G, Carabeo V, Delgado G, Michelena G (2007) Determinación cualitativa de giberelinas y auxinas por cromatografía de capa fina. ICIDCA 41(1): 12-17

Castro RJJ, Solís OMM, Castro RR, Calderón VCL (2019) Uso de Fitorreguladores en el Manejo de Cultivos Agrícolas. Frontera biotecnológica 7(13): 14-18

De Oliveira TPF, Barroso DG, Lamônica KR, Carvalho VS, Oliveira MA (2015) Efeito do ácido indol-3-butírico (aib) no enraizamento de miniestacas de ipê-roxo (Handroanthus heptaphyllus MATTOS). Ciência Florestal 25(4); doi: 10.5902/1980509820666

Díez J, López NJM (1993) Introducción a la biología molecular. Nefrología 13(1): 14-22

Duca DR, Glick BR (2020) Indole-3-acetic acid biosynthesis and its regulation in plant-associated bacteria. Applied Microbiology and Biotechnology 104: 8607-8619; doi: 10.1007/s00253-020-10869-5

Egamberdieva D, Wirth SJ, Alqarawi AA, Abd Allah EF, Hashem A (2017) Phytohormones and beneficial microbes: essential components for plants to balance stress and fitness. Frontiers in microbiology 8: 2104; doi: 10.3389/fmicb.2017.02104

Emenecker RJ, Strader LC (2020) Auxin-abscisic acid interactions in plant growth and development. Biomolecules 10(2): 281

Enders TA, Strader LC (2015) Auxin activity: past, present, and future. American Journal of Botany 102(2): 180-196

Frick EM, Strader LC (2018) Roles for IBA-derived auxin in plant development. Journal of Experimental Botany 69(2): 169-177

Fenn MA, Giovannoni JJ (2021) Phytohormones in fruit development and maturation. The Plant Journal 105(2): 446-458

Gasic S, Tanovic B (2013) Biopesticide formulations, possibility of application and future trends. Pestic Phytomed 28: 97-102; doi: 10.2298/PIF1302097G

Gamboa GMA (2012) Hormonas vegetales. En: Gamboa GMA (ed). Nociones básicas de fisiología vegetal: Una primera aproximación para entender cómo funcionan las plantas, Editorial Académica Española; ISBN-10: 3659030171

Gupta R, Chakrabarty SK (2013) Gibberellic acid in plant. Plant Signaling & Behavior 8(9): e25504; doi: 10.4161/psb.25504

Harsimrat KB, Manjot K (2020) Role of plant growth regulators in improving fruit set, quality and yield of fruit crops: a review. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 95(2): 137-146; doi:10.1080/14620316.2019.1660591

Huánuco L, Gutiérrez R, Müller G (2017) Estandarización de un protocolo para la cuantificación de ácido abscísico mediante la técnica de ELISA competitivo. Ecología Aplicada 16(1): 9; doi: 10.21704/rea.v16i1.898

Iqbal N, Khan NA, Ferrante A, Trivellini A, Francini A, Khan MIR (2017) Ethylene role in plant growth, development and senescence: interaction with other phytohormones. Frontiers in plant science 8: 475

Jiang C, Dai J, Han H, Wang C, Zhu L, Lu C, Chen H (2020) Determination of thirteen acidic phytohormones and their analogues in tea (Camellia sinensis) leaves using ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography B 1149: 122144; doi: 10.1016/j.jchromb.2020.122144

Joaquín Torres BM, Moreno CMA, Joaquín CS, Hernández GA, Pérez PJ, Gómez VA (2010) Rendimiento y calidad de semilla de pasto guinea (Panicum maximum Jacq.) cv. Tanzania usando la fitohormona esteroidal cidef-4. Revista Mexicana De Ciencias Pecuarias 1(3): 237-249

Jordán M, Casaretto J (2006) Hormonas y reguladores del crecimiento: auxinas, giberelinas y citocininas. En: Squeo FA, Cardemil L. (eds). Fisiología Vegetal, pp. 1-28. Ediciones Universidad de La Serena, La Serena, Chile

Jorge GL, Kisiala A, Morrison E, Aoki M, Nogueira APO, Emery RJN (2019) Endosymbiotic Methylobacterium oryzae mitigates the impact of limited water availability in lentil (Lens culinaris Medik.) by increasing plant cytokinin levels. Environmental and Experimental Botany 162: 525-540; doi: 10.1016/j.envexpbot.2019.03.028

Kang SM, Khan AL, You YH, Kim JG, Kamran M, Lee IJ (2014) Gibberellin Production by Newly Isolated Strain Leifsonia soli SE134 and Its Potential to Promote Plant Growth. Journal of Microbiology and Biotechnology 24(1): 106-112; doi: 10.4014/jmb.1304.04015

Khan M, Rozhon W, Poppenberger B (2014) The Role of Hormones in the Aging of Plants - A Mini-Review. Gerontology 60(1): 49-55; doi: 10.1159/000354334

Khan A, Khan AL, Imran M, Asaf S, Kim YH, Bilal S, Lee IJ (2020) Silicon-induced thermotolerance in Solanum lycopersicum L. via activation of antioxidant system, heat shock proteins, and endogenous phytohormones. BMC plant biology 20: 1-18

Kang SM, Waqas M, Khan AL, Lee IJ (2014) Plant-Growth-Promoting Rhizobacteria: Potential Candidates for Gibberellins Production and Crop Growth Promotion. En: Miransari M (eds). Use of Microbes for the Alleviation of Soil Stresses, Volume 1. Springer, New York; doi: 10.1007/978-1-4614-9466-9_1

Khan N, Bano AMD, Babar A (2020) Impacts of plant growth promoters and plant growth regulators on rainfed agriculture. PLoS ONE 15(4): e0231426; doi: 10.1371/journal.pone.0231426

Karishma S, Arya MS, Reshma UR, Anaswara SJ, Syama ST (2019) Impact of Plant Growth Regulators on Fruit Production. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 8(2): 800-814

Kato K, Ohara H, Takahashi E, Matsui H, Nakayama M (1998) Endogenous gibberellin-induced parthenocarpy in grape berries. Acta Horticulturae (514): 69-74; doi: 10.17660/actahortic.2000.514.7

Kazan K, Manners JM (2008) Jasmonate Signaling: Toward an Integrated View. Plant Physiology 146(4): 1459-1468; doi: 10.1104/pp.107.115717

Kelley DR, Estelle M (2012) Ubiquitin-Mediated Control of Plant Hormone Signaling. Plant Physiology 160(1): 47-55; doi: 10.1104/pp.112.200527

Khalid A, Arshad M, Zahir ZA (2004) Screening plant growth-promoting rhizobacteria for improving growth and yield of wheat. Journal of Applied Microbiology 96(3): 473-480; doi: 10.1046/j.1365-2672.2003.02161.x

Keswani C, Singh SP, Cueto L, García-Estrada C, Mezaache-Aichour S, Glare TR, Sansinenea E (2020) Auxins of microbial origin and their use in agriculture. Applied Microbiology and Biotechnology 104: 8549–8565

Kildegaard KR, Arnesen JA, Adiego-Pérez B, Rago D, Kristensen M, Klitgaard AK, Borodina I (2021) Tailored biosynthesis of gibberellin plant hormones in yeast. Metabolic Engineering 66: 1-11

Kumar M, Kour D, Yadav AN, Saxena R, Rai PK, Jyoti A (2019) Biodiversity of methylotrophic microbial communities and their potential role in mitigation of abiotic stresses in plants. Biologia 74: 287-308; doi: 10.2478/s11756-019-00190-6

Lambrecht M, Okon Y, Vande Broek A, Vanderleyden J (2000) Indole-3-acetic acid: a reciprocal signalling molecule in bacteria–plant interactions. Trends in Microbiology 8(7): 298-300; doi: 10.1016/s0966-842x(00)01732-7

Lim PO, Kim HJ, Gil Nam H (2007) Leaf Senescence. Annual Review of Plant Biology 58(1): 115-136; doi: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105316

Liu H, Li X, Xiao J, Wang S (2012) A convenient method for simultaneous quantification of multiple phytohormones and metabolites: application in study of rice-bacterium interaction. Plant Methods 8(1): 2; doi: 10.1186/1746-4811-8-2

Liu X, Hegeman AD, Gardner, Cohen JD (2012) Protocol: high-throughput and quantitative assays of auxin and auxin precursors from minute tissue samples. Plant Methods 8: 31; doi: 10.1186/1746-4811-8-31

Lomonte B (2020) Manual de Métodos Inmunológicos, Universidad de Costa Rica. Disponible en: https://www.kerwa.ucr.ac.cr/handle/10669/9244.2 Consultado 12/10/20

Loredo-Osti C, López-Reyes L, Espinosa-Victoria D (2004) Bacterias promotoras del crecimiento vegetal asociadas con gramíneas: Una revisión. Terra Latinoamericana 22(2): 225-239

McGuiness PN, Reid JB, Foo E (2019) The role of gibberellins and brassinosteroids in nodulation and arbuscular mycorrhizal associations. Frontiers in plant science 10: 269; doi: 10.3389/fpls.2019.00269

Martín MDR, Rodríguez CN (Eds). (2004) Metabolismo y modo de acción de fitohormonas (71). Universidad de Salamanca. Ediciones Universidad Salamanca, Salamanca; ISBN: 84-7800-614-1

Mitra D, Anđelković S, Panneerselvam P, Senapati A, Vasić T, Ganeshamurthy AN, Radha TK (2020) Phosphate-solubilizing microbes and biocontrol agent for plant nutrition and protection: current perspective. Communications in Soil Science and Plant Analysis 51(5): 645-657; doi: 10.1080/00103624.2020.1729379

Mori IC, Ikeda Y, Matsuura T, Hirayama T, Mikami K (2017) Phytohormones in red seaweeds: a technical review of methods for analysis and a consideration of genomic data. Botanica Marina 60(2): 153-170; doi: 10.1515/bot-2016-0056

Navarro OM, Retamales AJ, Defilippi BB (2001) Efecto del arreglo de racimo y aplicación de citoquinina sintética (cppu) en la calidad de uva de mesa variedad sultanina tratada con dos fuentes de giberelinas. Agricultura Técnica 61(1): 15-25; doi: 10.4067/S0365-28072001000100002

Pan X, Welti R, Wang X (2008) Simultaneous quantification of major phytohormones and related compounds in crude plant extracts by liquid chromatography–electrospray tandem mass spectrometry. Phytochemistry 69(8): 1773-1781; doi: 10.1016/j.phytochem.2008.02.008

Paque S, Weijers D (2016) Q&A: Auxin: the plant molecule that influences almost anything. BMC Biol 14: 67; doi: 10.1186/s12915-016-0291-0

Pfluger J, Zambryski P (2004). The role of SEUSS in auxin response and floral organ patterning. Development 131(19): 4697-4707; doi: 10.1242/dev.01306

Porta H, Jiménez NG (2019) Papel de las hormonas vegetales en la regulación de la autofagia en plantas. TIP. Revista Especializada En Ciencias Químico-Biológicas 22; doi: 10.22201/fesz.23958723e.2018.0.160

Qbal N, Khan NA, Ferrante A, Trivellini A, Francini A, Khan, MIR (2017) Ethylene role in plant growth, development and senescence: interaction with other phytohormones. Frontiers in plant science 8: 475; doi: 10.3389/fpls.2017.00475

Reinoso AJCQ (2003) El efecto de las Fitohormonas en la fruticultura. La Granja 2(1): 29-30

Riyazuddin R, Verma R, Singh K, Nisha N, Keisham M, Bhati KK, Gupta R (2020) Ethylene: a master regulator of salinity stress tolerance in plants. Biomolecules 10(6): 959; doi: 10.3390/biom10060959

Rivera JD, Correa NYM, Ocampo DM (2017) Estandarización de un método cromatográfico para la identificación del ácido giberélico en semillas de maíz (Zea mays L). Ciencia en desarrollo 8(2): 51-60; doi: 10.19053/01217488.v8.n2.2017.7129

Rives N, Acebo Y, Hernández A (2007) Bacterias promotoras del crecimiento vegetal en el cultivo del arroz (Oryza sativa L.) perspectivas de su uso en Cuba. Cultivos tropicales 28(2): 29-38

Roca P, Oliver J, Rodríguez AM (eds). (2004) Bioquímica: técnicas y métodos. Editorial Hélice, España; ISBN: 84-921124-8-4

Rocha FRP, Teixeira LSG (2004) Estrategias para aumento de sensibilidad de espectrofotometría UV-VIS. Química Nova 27(5): 807-812; doi: 10.1590/s0100-40422004000500021

Rojas CA, Rodríguez DAM, Montes VS, Pérez JS, Rodríguez TA, Guerrero ZLA (2010) Evaluación de la promoción del crecimiento de Cynodon dactylon L. por rizobacterias productoras de fitohormonas aisladas de un suelo contaminado con hidrocarburos derivados del petróleo. Polibotánica (29): 131-147

Salazar A, Sandoval A, Armendáriz J (eds) (2013) Biología molecular. Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud. Editorial Mc Graw Hill Education, México DF; ISBN: 978-607-15-1366-3

Sánchez FJA (1999) La espectrofotometría UV-VIS aplicada al estudio del color y estabilidad en morteros coloreados The UV-VIS spectrophotometry applied to colour and stability study in coloured mortars. Materiales de construcción 49(254): 17

Smith PMC, Atkins CA (2002) Purine Biosynthesis. Big in Cell Division, Even Bigger in Nitrogen Assimilation. Plant Physiology 128(3): 793-802; doi: 10.1104/pp.010912

Spagnoletti FN, di Pardo AF, Gómez NET, Chiocchio VM (2013) Las micorrizas arbusculares y Rhizobium: una simbiosis dual de interés. Revista Argentina de Microbiología 45(2): 131-132

Steenhoudt O, Vanderleyden J (2000) Azospirillum, a free-living nitrogen-fixing bacterium closely associated with grasses: genetic, biochemical and ecological aspects. FEMS Microbiology Reviews 24(4): 487-506; doi: 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00552.x

Suttle JC (2008) Effects of Synthetic Phenylurea and Nitroguanidine Cytokinins on Dormancy Break and Sprout Growth in Russet Burbank Minitubers. American Journal of Potato Research 85(2): 121-128; doi: 10.1007/s12230-008-9002-x

Su Y, Xia S, Wang R, Xiao L (2017) Phytohormonal quantification based on biological principles. En: Li J, Li C, Smith SM (Eds). Hormone Metabolism and Signaling in Plants, pp. 431-470. Academic Press, London

Tarakhovskaya ER, Maslov YuI, Shishova MF (2007) Phytohormones in algae. Russian Journal of Plant Physiology 54(2): 163-170

Thangavelu RM, Gunasekaran D, Jesse MI, SU MR, Sundarajan D, Krishnan K (2018) Nanobiotechnology approach using plant rooting hormone synthesized silver nanoparticle as nanobullets for the dynamic applications in horticulture an in vitro and ex vitro study. Arabian Journal of Chemistry 11(1): 48-61; doi: 10.1016/j.arabjc.2016.09.022

Tian H, He Y, Liu S, Yang Z, Wang J, Li J Tan W (2019) Improved synthetic route of exo ‐16, 17‐Dihydro‐gibberellin A5‐13‐acetate and the bioactivity of its derivatives towards Arabidopsis thaliana. Pest management science 76(2): 807-817

Tudzynski B, Sharon A (2002) Biosynthesis, Biological Role and Application of Fungal Phytohormones. Industrial Applications 183–211; doi: 10.1007/978-3-662-10378-4_9

van Doorn WG, Stead AD (1997) Abscission of flowers and floral parts. Journal of Experimental Botany 48(4): 821-837; doi: 10.1093/jxb/48.4.821

Turaeva B, Soliev A, Eshboev F, Kamolov L, Azimova N, Karimov H, Khamidova K (2020) The use of three fungal strains in producing of indole-3-acetic acid and gibberelllic acid. Plant Cell Biotechnology and Molecular Biology 21(35&36): 32-43

Ullah A, Manghwar H, Shaban M, Khan AH, Akbar A, Ali U, Fahad S (2018) Phytohormones enhanced drought tolerance in plants: a coping strategy. Environmental Science and Pollution Research 25(33): 33103-33118; doi: 10.1007/s11356-018-3364-5

Vega CP, Canchignia MH, González M, Seeger M (2016) Biosíntesis de ácido indol-3-acético y promoción del crecimiento de plantas por bacterias. Cultivos Tropicales 37: 33-39

Werle LB, Abaide ER, Felin TH, Kuhn KR, Tres MV, Zabot GL, Mazutti MA (2020) Gibberellic acid production from Gibberella fujikuroi using agro-industrial residues. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 25: 101608; doi: 10.1016/j.bcab.2020.101608

Yu H, Ito T, Zhao Y, Peng J, Kumar P, Meyerowitz EM (2004) Floral homeotic genes are targets of gibberellin signaling in flower development. Proceedings of the National Academy of Sciences 101(20): 7827–7832; doi: 10.1073/pnas.0402377101

Zavala J, Alcarraz M, Julian J (2020) Evaluación para la producción de Azotobacter sp. Promotor de crecimiento para cultivos de Coffea arabica. Ciencia e Investigación 23(1): 45-50; doi: 10.15381/ci.v23i1.18751

Zhang W, Fan J, Tan Q, Zhao M, Zhou T, Cao F (2017) The effects of exogenous hormones on rooting process and the activities of key enzymes of Malus hupehensis stem cuttings. PLoS One 12(2): e0172320; doi: 10.1371/journal.pone.0172320




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