Descubren un termómetro en las semillas que retrasa o bloquea su germinación ante altas temperaturas

Lo ha conseguido un equipo suizo de investigadores, liderado por científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), un logro que podría optimizar el crecimiento de las plantas en condiciones adversas

Fecha: 10-Mar-2023

Fuente: Horto info

Un equipo suizo de investigadores, liderado por científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), ha descubierto el termómetro interno de las semillas capaz de retrasar o incluso bloquear la germinación en caso de temperaturas demasiado altas para la futura plántula, según ha podido saber Hortoinfo a través de un comunicado de la UNIGE.

Este trabajo, publicado en la revista “Nature Communications”, podría permitir optimizar el crecimiento de las plantas en un contexto de condiciones adversas provocadas por el calentamiento global.

El trabajo recuerda que las semillas recién formadas están latentes: no pueden germinar. Después de algunos días, incluso algunos meses según la especie, las semillas se despiertan y adquieren la capacidad de germinar durante la estación favorable para el crecimiento de la plántula y la producción de nuevas semillas. Sin embargo, las semillas no latentes aún pueden decidir su destino. Así, una semilla no dormida que de repente se encuentra sometida a temperaturas excesivamente altas (>28°C) puede bloquear su germinación. Este mecanismo de represión por temperatura (termoinhibición) permite una regulación muy fina. De hecho, una variación de solo 1 a 2 °C puede retrasar la germinación de una población de semillas y, por lo tanto, aumentar las posibilidades de supervivencia de futuras plántulas jóvenes.

Una proteína clave: el fitocromo B

El grupo de Luis López-Molina, profesor del Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, está interesado en el control de la germinación en Arabidopsis thaliana (lady’s cress), una especie de planta perteneciente a la familia Brassicaceae y utilizada como modelo en muchas investigaciones. Para comprender los mecanismos de detección que permiten a las semillas desencadenar la termoinhibición, los científicos exploraron la trayectoria de fenómenos ya descritos y bastante similares en plantas jóvenes, es decir, en un estado más avanzado de desarrollo.

De hecho, los cambios de temperatura también son percibidos por las plántulas, en las que un ligero aumento de temperatura favorece el crecimiento del tallo. Esta adaptación es similar a la que se observa cuando una planta se encuentra a la sombra de otra: se alarga para escapar de la sombra para exponerse a la luz solar que es más favorable para la fotosíntesis. Estas variaciones son detectadas por una proteína sensible a la luz y la temperatura, el fitocromo B, que normalmente actúa como freno al crecimiento de la planta. Un aumento de 1 a 2°C promueve la inactivación del fitocromo B, lo que lo hace menos efectivo para prevenir el crecimiento.

Un termómetro interno

Para entender si el fitocromo B también juega un papel en la termoinhibición durante la germinación, los autores diseccionaron las semillas para disociar los dos tejidos dentro de la semilla: el embrión (que dará lugar a la planta joven) y el endospermo (tejido alimentador que también controla germinación en semilla de Arabidopsis). A diferencia de los embriones cultivados en contacto con la albúmina, los investigadores han descubierto que los embriones privados de su albúmina no pueden detener su crecimiento a temperaturas excesivamente altas, lo que provoca su muerte.

«Descubrimos que la termoinhibición en el Arabis no es controlada de manera autónoma por el embrión, sino que es implementada por la albúmina, revelando una nueva función esencial para este tejido», explica Urszula Piskurewicz, investigadora del Departamento de Ciencias Vegetales de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primera autora del estudio. “Es decir, en ausencia de albúmina, el embrión dentro de la semilla no percibiría que las temperaturas son demasiado altas y comenzaría a germinar, lo que le resultaría fatal”.

Optimizar la germinación de cultivos

La termoinhibición de la germinación es un nuevo ejemplo de la influencia de las variaciones climáticas sobre determinados fenómenos periódicos de la vida vegetal (germinación, floración, etc.). “Se espera que esta característica tenga un impacto en la distribución de especies y la agricultura de las plantas, y este impacto será aún mayor a medida que aumenten las temperaturas en todo el mundo”, informa Luis López-Molina, último autor del estudio. Una mejor comprensión de cómo la luz y la temperatura desencadenan o retrasan la germinación de las semillas podría ayudar a optimizar el crecimiento de las plantas expuestas a una amplia gama de condiciones climáticas.