Estudio de mecanismos implicados en la longevidad de semillas obtenidas en diferentes condiciones ambientales

Abstract

[ES] Las semillas constituyen el principal modo de propagación de las plantas y representan, por sí mismas, una fuente esencial de alimento. Por lo tanto, el estudio de factores que determinen su calidad no solo es importante para el mantenimiento de la biodiversidad, sino también de interés agronómico. Por ejemplo, las semillas van perdiendo gradualmente viabilidad durante el almacenamiento, y las empresas productoras de semillas demandan mecanismos para retrasar ese "envejecimiento", que depende tanto de factores genéticos como ambientales. De hecho, se conoce que las condiciones de crecimiento de la planta madre influyen en el comportamiento posterior de su descendencia, por ejemplo, mediante mecanismos epigenéticos. Por lo tanto, es muy relevante esclarecer cómo factores ambientales como la luz o la temperatura de crecimiento del parental pueden llegar a condicionar la calidad de sus semillas.

En este trabajo, se emplea un abordaje transcriptómico, seguido de estrategias moleculares y bioquímicas, para determinar a través de qué procesos influye el entorno en que crece la planta madre sobre la calidad de sus semillas. Concretamente, se estudia porqué las semillas de la accesión Bor-4 obtenidas en condiciones de alta temperatura e intensidad lumínica son más longevas que las obtenidas en condiciones normales. Los resultados del trabajo muestran que estas semillas tienen activada la expresión de genes de respuesta a estrés oxidativo y genes del metabolismo energético y síntesis de ATP. Sin embargo, el contenido en ATP de las semillas obtenidas en estas condiciones es menor que las obtenidas en condiciones normales. Asimismo, se muestra que el factor de transcripción ABI5 podría desempeñar un papel fundamental en la regulación génica en respuesta a la temperatura en semillas cultivadas bajo una alta temperatura e intensidad lumínica. semillas. Por último, el trabajo confirma la importancia de las RFOs durante el envejecimiento.

Por tanto, la respuesta de las semillas de Bor-4 a cambios en el entorno refleja la complejidad de los mecanismos subyacentes, pero permite señalar áreas clave para futuras investigaciones dirigidas a obtener semillas más vigorosas y capaces de mantener su viabilidad durante períodos más prolongados.

[EN] Seeds serve as the primary means of plant propagation and are also a crucial source of food. Therefore, understanding the factors that determine seed quality is not only vital for biodiversity preservation but also holds agronomic significance. For instance, seeds gradually lose viability during storage, prompting seed companies to seek mechanisms to delay this "aging," influenced by both genetic and environmental factors. It is well-established that the growing conditions of the mother plant impact the subsequent behavior of its offspring, mediated by epigenetic mechanisms. Consequently, investigating how environmental factors such as light and growth temperature of the parental plant can affect seed quality is of paramount importance.

This study employs a transcriptomic approach, complemented by molecular and biochemical strategies, to elucidate the processes through which the environment surrounding the mother plant influences seed quality. Specifically, our focus is on understanding why seeds from the Bor-4 accession, obtained under high-temperature and high-light conditions, exhibit greater longevity than those under normal conditions. The results reveal that these seeds activate the expression of genes related to oxidative stress response, energy metabolism, and ATP synthesis. Despite this, the ATP content in seeds obtained under these conditions is lower than that in seeds obtained under normal conditions. Additionally, the study suggests that the transcription factor ABI5 may play a pivotal role in gene regulation in response to temperature in seeds grown under high temperature and light intensity. Finally, the research underscores the significance of RFOs (raffinose family oligosaccharides) during the aging process.

In summary, the response of Bor-4 seeds to environmental changes underscores the complexity of the underlying mechanisms but identifies key areas for future research. This research aims to develop more robust seeds capable of maintaining viability over extended periods.