14/6/2016

Las semillas emiten gases que indican su envejecimiento

Un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del National Center for Genetic Resources Preservation (USDA, EEUU) han desarrollado una metodología novedosa para la detección precoz de la pérdida de calidad de semillas, que consiste en la evaluación de compuestos gaseosos emitidos por las mismas durante su almacenamiento. Esto permite identificar con un método no invasivo marcadores del envejecimiento de las semillas, lo que puede resultar de gran interés tanto para las empresas de semillas como para los bancos de germoplasma.

Las semillas de muchas plantas, tanto cultivadas como silvestres, pueden almacenarse durante largos periodos de tiempo, permitiendo la conservación de la biodiversidad vegetal a largo plazo. Sin embargo, la longevidad de las semillas no es fácilmente predecible porque varía mucho entre especies e incluso entre lotes de semillas o cultivares. Mientras algunas semillas pueden sobrevivir desecadas durante decenas de años, otras semillas tienen una vida muy corta. De una forma u otra, las semillas inevitablemente pierden calidad y capacidad de germinación con el paso del tiempo. Esto supone un enorme riesgo de pérdida de material vegetal, así como un desperdicio de los recursos y esfuerzos dedicados, en el pasado, a su recolección y conservación. Hasta el momento, en la mayoría de casos el único método viable para evaluar la calidad de semillas es comprobar su viabilidad realizando ensayos de germinación. Pero los ensayos de germinación son costosos, largos, y difíciles en algunas especies.

Así, M. Elena González Benito y Sara Mira, dos investigadoras del grupo PLANGER Germoplasma Vegetal de la UPM especializado en el estudio y la conservación de germoplasma vegetal, se propusieron desarrollar una nueva metodología para la detección precoz de la pérdida de calidad de semillas. Para ello se extrajeron muestras del aire contenido dentro de recipientes herméticos donde se almacenaban semillas. Después, las muestras fueron analizadas mediante cromatografía de gases para identificar los compuestos producidos por las semillas durante el almacenamiento, y finalmente se analizó el perfil identificativo de cada especie y se comparó con la calidad del lote medida en ensayos de germinación.

La evaluación de los compuestos gaseosos emitidos por las semillas durante el almacenamiento provee de una herramienta única para enfrentarse a cuestiones sobre los mecanismos que producen el envejecimiento en tejidos biológicos desecados. Además, presenta un gran potencial para desarrollarse como un método no invasivo de detección precoz de envejecimiento en semillas. Esta investigación se ha llevado a cabo en colaboración con el National Center for Genetic Resources Preservation y ha sido publicado recientemente en la revista Journal of Experimental Botany.

El trabajo realizado se enmarca en una de las líneas de investigación del grupo PLANGER, adscrito a la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la UPM, que persigue conocer los mecanismos que producen el envejecimiento en semillas. Por un lado, se estudia el efecto de las condiciones de almacenado (temperatura, humedad y la atmósfera gaseosa) en la pérdida de viabilidad de las semillas. Por otro lado, se pretende identificar marcadores del envejecimiento en semillas. En opinión de las investigadoras “resulta de vital importancia la investigación de los procesos biológicos responsables del envejecimiento en semillas para alcanzar nuestro objetivo final, que no es otro que optimizar al máximo el almacenamiento y la conservación de semillas, tanto en empresas de semillas como en bancos de germoplasma, y asegurar así el mantenimiento de las colecciones en el futuro”.



MIRA S., HILL L.M., GONZÁLEZ-BENITO M.E., IBANEZ M. A., WALTERS C. 2016. “Volatile emission in dry seeds as a way to probe chemical reactions during initial asymptomatic deterioration”. Journal of Experimental Botany 67 (6): 1783-1793.

MIRA S., GONZÁLEZ-BENITO M.E., HILL L.M., WALTERS C. 2010. “Characterization of volatile production during storage of lettuce (Lactuca sativa) seed”. Journal of Experimental Botany 61 (14): 3915-3924.

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