El Instituto Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (CIALE) de la Universidad de Salamanca publica un articulo en la prestigiosa revista cientifica ‘Nature Communications’
Investigadores de la Universidad de Salamanca publican un articulo en la prestigiosa revista cientifica Nature Communications en el que esclarecen los mecanismos que promueven la germinacion de las semillas y el crecimiento de las nuevas plantulas. Los cientificos del Instituto Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (CIALE) explican que el oxido nitrico (NO) participa en la eliminacion de las proteinas que bloquean la germinacion de las semillas mientras las condiciones de humedad o temperatura no son las adecuadas.
«La proteina ABI5 se acumula en la semilla seca y no deja que germine hasta el momento oportuno», explica Oscar Lorenzo, investigador del CIALE, «actua como sensor de las condiciones ambientales para decidir si permite su desarrollo o lo mantiene bloqueado». Incluso cuando la semilla ya ha germinado, existe un punto de control en el que aun se puede detener el proceso. Ante el riesgo de que la planta no se desarrolle y muera por algun tipo de estres, como la falta de agua o una temperatura inadecuada, este sistema de chequeo puede retrasar el proceso por unos dias en espera de condiciones mas favorables.
Aunque ya se conocian las moleculas que intervienen en estos procesos, los cientificos no habian descifrado el mecanismo que los regula. Ahora este trabajo de la Universidad de Salamanca, en colaboracion con otros investigadores de Granada, Japon y Canada, revela que el oxido nitrico tiene un papel esencial. «Permite que la semilla germine porque elimina las proteinas que bloquean la accion», comenta.
En concreto, el NO modifica la proteina ABI5 mediante un proceso bioquimico que se conoce como S-nitrosilacion. «Este mecanismo etiqueta a las proteinas para ser dirigidas a una trituradora molecular con la que la planta elimina lo que no necesita para seguir desarrollandose», agrega el investigador tras realizar experimentos tanto in vitro como in vivo.
En realidad, es probable que ABI5 no sea la unica proteina clave en el control de la germinacion de la semilla por oxido nitrico. Recientes investigaciones apuntan a otro grupo de proteinas que la activan y que tambien se degradan en presencia de esta molecula. Los cientificos del CIALE creen que en realidad actuan en conjunto y en relacion con otros factores que tambien son fundamentales para el desarrollo de las semillas, como la presencia de oxigeno, que a su vez tambien esta regulado por NO.
Con todo ello, se dibuja un complejo mapa de relaciones que queda por estudiar en profundidad para saber como funciona uno de los procesos fundamentales para las plantas y que, por lo tanto, tiene una gran relevancia economica. «Es importante que las semillas no germinen hasta el momento adecuado, pero al agricultor tambien le interesa que cuando las siembra en el campo germinen lo antes posible y ahora sabemos que con tratamientos de NO podemos eliminar las proteinas que lo bloquean en cuestion de horas», comenta Oscar Lorenzo. De hecho, el paso de semilla seca a semilla germinada en la planta Arabidopsis thaliana, la que se ha utilizado en esta investigacion, dura poco mas de 30 horas.
Las plantas tienen otros mecanismos de bloqueo que tambien garantizan su supervivencia en condiciones adversas y en los que participa el oxido nitrico de forma muy similar a este, por ejemplo, en la floracion. De hecho, los cientificos salmantinos llevan años estudiando el papel del NO en diferentes aspectos de los organismos vegetales.
Proyecto EcoSeed
Este trabajo, que por parte del CIALE tambien incluye las firmas de los doctores Pablo Albertos, Isabel Mateos y la doctoranda Inmaculada Sanchez, se enmarca dentro del proyecto europeo EcoSeed, en el que participa la Universidad de Salamanca junto a cientificos de Francia, Reino Unido, Alemania y Austria con el objetivo de mejorar la calidad de las semillas. Este consorcio termina a finales de 2016, pero hasta entonces el equipo de Oscar Lorenzo espera obtener nuevos resultados al menos en dos vertientes.
Por una parte, el proceso de chequeo de la germinacion puede ser reversible, ya que una vez iniciado las celulas disponen de enzimas que pueden eliminar el NO y dejar la semilla como estaba. Los investigadores tratan de averiguar cuales son estas proteinas y como actuan.
Por otra parte, los cientificos quieren saber si el oxido nitrico interviene en otro proceso fundamental para la semilla y anterior a su germinacion: la acumulacion de reservas proteicas y oleicas que van a permitir el desarrollo posterior de la planta, en la que participan genes homologos a ABI5.