Descifrado un mecanismo molecular clave en la germinación de semillas

La germinación de las semillas es esencial para el establecimiento y posterior desarrollo de la planta. El conocimiento de los mecanismos que gobiernan este proceso es  fundamental para aumentar la eficacia en la germinación de las semillas, lo que evitaría grandes pérdidas en la producción. Ahora un estudio internacional con participación de  investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto uno de los mecanismos que tienen las plantas para inducir o no la germinación de las semillas dependiendo de las condiciones externas, evitando la germinación cuando estas  son adversas, como sequía, alta salinidad y altas temperaturas.

Este mecanismo podría tener aplicaciones para aumentar la producción por semillas y para incrementar la germinación en condiciones de estrés como las citadas. El estudio se publica en la revista Nature Communications.

“La supervivencia de las plantas requiere una adecuada germinación de la semilla y su progreso hacia el desarrollo posterior, por lo que ambos procesos están regulados de manera muy fina por distintas moléculas”, explica María Romero, investigadora del CSIC en la Estación Experimental del Zaidín. Entre estas moléculas está la fitohormona ácido abcísico (ABA), que tiene un papel fundamental en la inhibición de la germinación de la semilla y en la detención de su desarrollo posterior bajo condiciones ambientales adversas a través de la proteína reguladora ABI5.

Además, el óxido nítrico (NO) es una molécula que interviene en muchos procesos fisiológicos de la planta desde su desarrollo hasta la muerte celular programada. En particular, el óxido nítrico afecta a la dormición de las semillas, germinación y sensibilidad al ABA aunque los mecanismos mediante los que el óxido nítrico regula estos procesos no están claros.

En este trabajo se demuestra un mecanismo por el que el óxido nítrico, mediante lo que se denomina S-nitrosilación, y la fitohormona ácido abcísico actúan de forma antagónica en la regulación de la germinación de la semilla y el desarrollo posterior, modulando la estabilidad de la proteína reguladora ABI5 mediante la modificación de uno de los aminoácidos de esta proteína.

“La manipulación del mecanismo de regulación descubierto permitiría incrementar la eficiencia o el porcentaje en la germinación de las semillas, obteniéndose así un mayor número de plantas partiendo de un mismo número de semillas y por tanto una mayor producción”, indica Romero. “Por otro lado, conocer los mecanismos moleculares que regulan la germinación ayudará a incrementar la misma en condiciones de estrés como la sequía, salinidad o aumento de temperatura”.

El estudio, liderado por el doctor Lorenzo de la Universidad de Salamanca, es fruto de la colaboración entre investigadores de esta universidad, la Estación Experimental del Zaidín (CSIC), y laboratorios de Japón y Canadá.

• Pablo Albertos, María C. Romero-Puertas, Kiyoshi Tatematsu, Isabel Mateos, Inmaculada Sánchez-Vicente, Eiji Nambara & Oscar Lorenzo.S-nitrosylation triggers ABI5 degradation to promote seed germination and seedling growth.Nature Communications.Doi:10.1038/ncomms9669