Tema 14. Semillas - formación y germinación (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 1º curso
Asignatura Fisiologia Vegetal
Año del apunte 2014
Páginas 3
Fecha de subida 15/03/2015
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TEMA 14. SEMILLAS – FORMACIÓN Y GERMINACIÓN Las semillas son un paso dentro de la ontogenia de la planta (fase de su ciclo de desarrollo). En concreto, la semilla es resultado de la reproducción sexual. Esta fase de resistencia es extremadamente resistente a factores adversos: bajas y altas T, sequía, oscuridad.
Las semillas tienen un gran interés práctico, ya que son la base de muchos cultivos, así como son una fuente muy rica de nutrientes para todos los seres heterótrofos. Nosotros nos alimentamos de semillas como cereales, y son una gran fuente de energía. Esta gran riqueza en nutrientes contribuye en la dispersión de esta forma de reproducción: para las plantas es importe que sus semillas se alejen de la planta madre y conquisten nuevos territorios.
La semilla tiene una gran cantidad de reservas: proteínas (leguminosas), carbohidratos (abundantes en cereales), o lípidos (semillas oliacinosas: colza, semillo,etc).
1. FORMACIÓN DE LA SEMILLA A partir de la fecundación, se forma el embrión junto con el endospermo (reserva de la cual se alimentara el embrión durante la fase de germinación). En el caso de monocotiledonies, tenemos el endospermo y, en dicotiledóneas hay cotiledones.
Esta gran energía contenida de lípidos está ahí para alimentar al embrión, que en su vida inicial es completamente heterótrofo. Durante las primeras fases de la germinación la clorofila aún no está formada y el crecimiento inicial rápido de la planta es del tipo heterótrofo a partir de las reservas, que alimentaran a la planta hace que entre en fase fotosintética activa.
Capa de aleurona: capa de células entre endospermo y pericardio donde se activan una serie de genes para la degradación de las reservas.
Las semillas se forman después de la antesis (momento en el cual la flor está completamente abierta y está preparada para la polinización). Después se forman el embrión y la semilla, y hay diferentes fases: a lo largo del tiempo después de la antesis, el peso fresco de la semilla aumenta (la semilla crece: crece el embrión y los otros tejidos de la semilla).
Ej: el desarrollo de una semilla de leguminosa y vemos que se suceden diferentes procesos: la división celular, el crecimiento por alargamiento celular, se va acumulando materia seca (reservas; proceso de acumulación cada vez más lento), acumulación de RNA (gran actividad de transcripción de genes), acumulación de almidón y de proteínas (aumenta el peso fresco hasta llegar a un máximo), peso fresco declina debido a una deshidratación de la semilla (adquieren una fuerte resistencia a la deshidratación del 15-20%). Después ya caen de la planta madre en forma seca hasta el suelo.
1.1. FASES DE FORMACIÓN DE LA SEMILLA Histodiferenciación: inicio de síntesis de proteínas reserva – controlado por factores vasculares que provienen de la planta madre (facilitan el proceso y inhiben la germinación) 1 Expansión celular: síntesis elevada de proteínas de reserva y proteínas LEA (relacionadas con resistencia a la deshidratación) – control por altos niveles de ácido abcisico (ABA) y elevada osmolaridad  evita que la semilla germine dentro o sobre la planta madre.
Maduración: cese de síntesis de proteínas de reserva y fin del desarrollo. La semilla se prepara para la germinación Germinación: cuando se encuentra fuera de la planta madre baja el contenido de ABA y la planta está preparada para germinación si hay las condiciones optimas (luz, T, superada fase de dormición, etc) Durante la germinación ocurre la llamada imbibición: con agua, la semilla aumenta de tamaño.
Hay enzimas hidrolíticas que se activan solo cuando la semilla se imbebe ya que necesitan agua para realizar su proceso catalítico. Después tenemos la fase de activación metabólica, donde se empiezan a activar una serie de procesos bioquímicos: la respiración (durante la semilla sin agua la respiración es muy baja; una vez se imbebe es fuerte debido a que necesita activar los enzimas de degradación de sus reservas). Esta fase de procesos metabólicos viene dada por mRNA ya existente y están implicadas en mecanismos de reparación de mitocondrias, DNA… Después hay más síntesis de nuevas proteínas para el crecimiento del embrión, además de las proteínas necesarias para la degradación de las reservas, y después ya entramos en procesos de elongación de células radiculares, movilización de reservas, división celular y síntesis de DNA.
Imagen esquema Dentro de las dicotiledónias tenemos dos formas de germinar: la hipogea (los dicotiledones se quedan debajo del suelo; crecimiento por el epicotilo) y la epigea (tenemos un crecimiento del hipecotilo que levanta los dicotiledones por encima del nivel del suelo y después desarrolla las hojas primarias).
Imagen guisante y judías // Imagen esquema El proceso de la germinación viene regulado por fitohormonas. El ácido abscísico es un inhibidor de la germinación, mientras que las giberelinas la favorecen. Aumentan durante el proceso germinativo y son las activadoras de las enzimas de degradación de reservas αamilasa. Si añadimos giberelinas a un lote de semillas en germinación, obtendremos un alto incremento de α-amilasa.
Imagen esquema α-amilasa 1.2. ACTIVACIÓN TRANSCRIPCIÓN GENES DE MOVILIZACIÓN DE RESERVAS En condiciones naturales, el embrión fabrica las giberelinas, las cuales viajan a la capa de aulerona y ahí activa la transcripción de los genes que son responsables de las enzimas hidrolíticas. Ej: α-amilasa, y esta viaja al endospermo y actúa sobre el almidón liberando azucares que viajan al embrión y son utilizadas en procesos como la respiración.
2 Imagen esquema “célula aleurona” Normalmente, las semillas tienen una vida media de 1-10 años, dependiendo de la especie. Si queremos que sean más longevas deben estar a baja temperatura y a baja humedad.
2. DORMICIÓN Hay dos grandes tipos de dormición, del tipo químico o expresión de genes.
Los inhibidores químicos son muy típicos de plantas del desierto o de planta de zona con muy pocas lluvia. Estos inhibidores son hidrosolubles (impregnan la semilla e inhibe la germinación aunque tengas un poco de humedad), y solo con una fuerte lluvia la planta podrá germinar (tendrá suficiente volumen de agua disponible para completar su ciclo de vida corto).
Factores genéticos que inhiben la germinación que requieren periodo de frió o de altas temperaturas para que los genes se activen o inhiban estos genes inhibitorios. Se da en zonas que hay cambios de estación.
Algunos otros necesita u periodo de post-maduración (almacenamiento en seco).
Preguntas examen: describir detalladamente vías y mecanismos del paso del potasio del suelo a la célula: vías de entrada, apoplasto, simplasto, difusión, flujo de masa por el xilema, etc.
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