El "Cross-talk" etileno-giberelinas y la rotura de la dormición de semillas de "Sisymbrium officinale" L. provocada por el after-ripening

Resumo

Título: El cross-talk etileno/giberelinas y la rotura de la dormición de semillas de Sisymbrium officinale L. provocada por el after-ripening Resúmen: Se estudia en la crucífera de carácter nitrófilo Sisymbrium officinale algunas características morfológicas, fisiológicas y transcriptómicas relacionadas con el desarrollo, dormición, imbibición y emergencia radicular de sus semillas, las cuales son endospérmicas. La silicua madura de S. officinale posee semillas heterogéneas con respecto a los siguientes caracteres estudiados: color de la testa (oscuras y claras), densidad, capacidad de producir mucílago (mixospermia), velocidad de imbibición y diferente grado de germinación y sensibilidad a las giberelinas (GA4+7) y etileno (ET). La heterogeneidad no modifica la necesidad del nitrato (NO3-) para germinar; lo que demuestra la notable dependencia de su señalización. En cualquier caso, el hecho de que todas las semillas de esta especie se dispersen al mismo tiempo, abre nuevas expectativas sobre el papel de la heterogeneidad en esta y otras que la posean. La dormición de las semillas oscuras de S. officinale se elimina mediante el after-ripening (AR), el cual provoca en semilla seca un fuerte incremento en la transcripción del gen SoGA3ox2; a diferencia de los otros transcritos estudiados cuyos niveles disminuyen notablemente. Estos resultados nos llevan a concluir que: (i) la rotura de la dormición por AR es dependiente de la síntesis de GAs bioactivas, no evidenciándose la participación del ET; y (ii) la semilla seca de S. officinale es capaz de transcribir, hecho este observado por primera vez en semillas sometidas a AR. Asimismo, el proceso de AR posee cuatro características que afectan a la germinación de semillas oscuras de S. officinale: (i) el hecho de que el AR acelere la estimulación de la emergencia radicular en ausencia de NO3-, al cual el AR es incapaz de reemplazar, sugiere la existencia de un cross-talk AR/NO3-; (ii) el AR amplía el rango de Tª óptimas para germinar en presencia de NO3-, lo que puede representar un mecanismo para controlar la dormición en ambiente secos; (iii) el AR induce un aumento en la sensibilidad al ET y GA4+7, hormonas que estimulan la germinación en S. officinale; (iv) el AR, a la Tª óptima de germinación (24ºC), altera positivamente la toma de agua durante la imbibición temprana; esta rápida imbibición, en la que el mucílago no parece implicado, debe de estar muy controlada por la señalización del AR para que el proceso de imbibición se inicie normalmente. Por otra parte, los resultados de expresión de los genes SoGA3ox2, SoGA3ox2, SoGA2ox6, SoACS7 y SoACO2 durante el período de imbibición y emergencia radicular de S. officinale demuestran que: (i) la participación del etileno y giberelinas difiere en semillas con y sin AR; (ii) la expresión de SoACO2 en semillas sin AR es inhibida en presencia de GA4+7, (GA4+7+ ET) e inhibidores de la síntesis y señalización de ambas hormonas; esta disminución es revertida por AR; (iii) la expresión de SoGA3ox2 y SoGA2ox6 son mucho más susceptibles al AR y ET que la de SoGA20ox2; (iv) proponemos que, aunque el cross-talk ET/GAs parece intervenir en el proceso del AR, no hemos demostrado si esta intervención es directa o si el ABA colabora en la misma. Por último, demostramos por primera vez que el AR induce una importante actividad ß-mananasa (MAN) in-vitro en semillas secas de S. officinale. La valoración de MAN durante el proceso germinativo demuestra que el patrón de actividad y el del porcentaje de germinación no se corresponden; lo que nos hace concluir que este enzima puede contribuir al ablandamiento de la zona micropilar y a la emergencia radicular; pero no parece ser la única responsable. GA4+7 solamente estimula la actividad MAN en semillas con AR, mientras que el papel del ET es, en este momento, dudoso.