Reacciones de deterioro de semillas : aspectos fisiológicos, químicos y ultraestructurales

• Autores: Maroder, Horacio Luis
• Año de publicación: 2008
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Buera, María del Pilar; Maldonado, Sara
• Materia: CLOROFILA; CLOROPLASTOS; ENDOMEMBRANAS; ESPECIES REACTIVAS DE OXIGENO (ROS); FOTOOXIDACION; GERMINACION ANORMAL; GERMINACION NORMAL; GERMINACION TOTAL; ISOTERMAS DE SORCION; LONGEVIDAD; MEMBRANAS TILACOIDES; MOVILIDAD MOLECULAR; PERMEABILIDAD DE MEMBRANA PLASMATICA; PEROXIDACION LIPIDICA; POROSIDAD; PRIMING; RADICALES LIBRES; RESONANCIA DE ESPIN ELECTRONICO (ESR); RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR (NMR); SALIX NIGRA; SALIX ALBA; SALIX MATSUDANA; POPULUS NIGRA; SAUCE; SEMILLAS ORTODOXAS; SEMILLAS RECALCITRANTES; TILACOIDES; TRANSICION VITREA; CHLOROPHYLL; CHLOROPLAST; FREE RADICALS (FR); ELECTRONIC SPIN RESONANCE (ESR); EMBRYO MEMBRANE INTEGRITY; GLASS TRANSITION; ENDOMEMBRANES; LIPID PEROXIDATION; MOLECULAR MOBILITY; N2 SORPTION ISOTHERMS; NMR; PHOTOOXIDATION; SALIX NIGRA; SALIX ALBA; SALIX MATSUDANA; POPULUS NIGRA; ORTHODOX SEED; POROSITY; PRIMING; REACTIVE OXYGEN SPECIES (ROS); RECALCITRANT SEEDS; THYLAKOIDS; WILLOW
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las semillas de las especies de sauce toleran la deshidratación a contenidos de agua similares a los de una semilla ortodoxa, pero pierden la viabilidad en unas pocas semanas a temperatura ambiente. Otra característica atípica es que los cloroplastos de los tejidos embrionarios de las semillas maduras conservan el sistema de endomembranas (tilacoides) aparentemente intacto y retienen la clorofila. En el marco de las investigaciones que se realizaron en el transcurso de esta tesis surgieron, junto a los resultados mencionados, otros que muestran los mecanismos que podrían estar involucrados en el deterioro y su reparación: 1. La luz, a través de la clorofila induce un intenso daño fotooxidativo mediados por radicales libres que se evaluó por el daño a ácidos grasos, proteínas, pigmentos lo que produjo principalmente la destrucción de las membranas tilacoides. 2. Se postula que dichas membranas que contienen clorofila, proteínas y pigmentos sería el lugar en el que se inicia el ataque fotooxidativo, el que se propagaría a otras estructuras, lo que se comprobó por evaluación de alteraciones en la permeabilidad de la membrana plasmática. 3. Si bien el ataque fotooxidativo es importante este queda mayormente restringido a los tejidos superficiales de la semilla, sin afectar sensiblemente la yema apical. 4. El daño a los tejidos superficiales determina que en las pruebas de germinación, el porcentaje de plántulas anormales sea inusitadamente elevado (disminución de la germinación normal), mientras que el porcentaje de plántulas vivas resultó sólo ligeramente menor que el que ocurre en oscuridad. 5. Las semillas que originan plantas anormales como consecuencia del ataque fotooxidativo muestran una notable recuperación de la germinación normal y de los daños metabólicos y estructurales antes mencionados, cuando se someten a humidificación. 6. Descartada la presencia de clorofila como causa importante de la mortalidad, quedan sólo dos reacciones a las que se consideran principales responsables del decaimiento de las semillas secas como son las reacciones de Maillard y de autooxidación. La primera no acompañó el descenso de la germinación total, pero si la segunda, por lo que quedaría la autooxidación como causa del rápido deterioro. 7. El ítem 6 lleva a considerar que la autooxidación en estas semillas debe ser mas activa que en otras que como estas, toleran la desecación, pero son mucho más longevas. 8. Ello podría deberse a que el estado del contenido celular presentó una mayor movilidad molecular y sea más poroso, lo que facilitaría la difusión del oxígeno, uno de los reactantes de la autooxidación. La mayor porosidad al facilitar la difusión del oxígeno y una mayor superficie lipídica atacable por ese agente debido a la desdiferenciación incompleta de las membranas, serían las causas iniciales del rápido deterioro de estas semillas.
Willow seeds tolerate dehydration at water contents (WC) equivalent to those of orthodox seeds, but they lose viability in few weeks at room temperature. Similarly unusual is the fact that the chloroplasts of embryonic tissues in mature seeds conserve their endomembrane system (thylakoids) apparently intact, in addition to retaining chlorophyll. During the investigations carried out in the course of this study, there emerged results, in addition to those aforementioned that reveal the mechanisms possibly involved in the deterioration process and its reparation: 1. Light produces, by means of chlorophyll, intense photooxidative damage, as mediated by free radicals (FR), which was evaluated for damage to fatty acids, proteins and pigments, and largely produced the destruction to the thylakoid membranes. 2. The photooxidative attack is believed to originate in those membranes containing chlorophyll, proteins and pigments, to later spread to other structures. This hypothesis was proven by the evaluation of alterations in plasma membrane permeability. 3. While important, the photooxidative attack is mainly confined to the superficial tissues of the seed, without sensibly affecting the shoot apical meristem. 4. The damage to superficial tissues is evident in germination tests, causing the percentage of abnormal seedlings to be unusually high (decrease in normal germination (NG)), while the percentage of live seedlings (normal + abnormal = total germination –TG-) turns out to be only slightly less than that which occurs in the darkness. 5. The seeds that originate abnormal plants, as consequence of photooxidative attack exhibit significant recovery of NG and of the metabolic and structural damages aforementioned, when submitted to humidification. 6. Once the presence of chlorophyll is discarded as a significant cause of mortality, only two reactions remain as potential causes of the decay in dry seeds, that is, the Maillard and autooxidation reactions. As the former does not occur simultaneously with the decrease in TG, autooxidation, which does coincide, is presumed to be the cause of the rapid deterioration. 7. Item 6 leads to the consideration that the autooxidation that occurs in these seeds must be more active than in others that, like these, tolerate desiccation but live much longer. 8. This could be due to the fact that the state of the cellular content presents a greater molecular mobility and/or is more porous, which would facilitate the diffusion of oxygen, one of the reactants in autooxidation. The increased porosity which facilitates diffusion of oxygen and the greater lipid surface attackable by that agent due to the incomplete dedifferentiation of the membranes, are proposed as the initial causes of rapid deterioration in these seeds.
Fil: Maroder, Horacio Luis. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.