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Perspectivas actuales sobre la débil dormancia de semillas y la germinación previa a la cosecha en especies de cultivos

Autores: Matilla, Angel J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Perspectivas actuales sobre la débil dormancia de semillas y la germinación previa a la cosecha en especies de cultivos


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Germinación previa a la cosecha
Dormancia de semillas
Alfa-amilasa
Viviparidad
Señalización de ABA
Factores genéticos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 13

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Durante la domesticación de cultivos, la dormancia de las semillas se ha reducido o eliminado para fomentar una germinación más rápida y consistente. Esta alteración hace que los cultivos cultivados sean particularmente vulnerables a la germinación antes de la cosecha, que ocurre cuando los cultivos maduros están expuestos a condiciones ambientales adversas, como lluvias excesivas o alta humedad. En consecuencia, algunas semillas pueden eludir el período normal de dormancia y comenzar a germinar mientras aún están unidas a la planta madre antes de la cosecha. Los granos afectados por la germinación antes de la cosecha se caracterizan por niveles aumentados de actividad de alfa-amilasa, lo que resulta en una mala calidad de procesamiento y una degradación inmediata del grano. En la industria agrícola, la germinación antes de la cosecha causa pérdidas económicas anuales que superan los 1,000 millones de dólares en todo el mundo. Esta germinación prematura está influenciada por una compleja interacción de factores genéticos, bioquímicos y moleculares estrechamente vinculados a condiciones ambientales como la lluvia. Sin embargo, el mecanismo exacto detrás de este proceso aún no está claro. A diferencia de la germinación antes de la cosecha, la viviparidad se refiere al proceso de germinación y la activación de alfa-amilasa durante la etapa de masa blanda, cuando los granos aún son inmaduros. Las semillas maduras con niveles reducidos de ABA o señalización de ABA deteriorada (dormancia débil) son más susceptibles a la germinación antes de la cosecha. Si bien una alta dormancia de semillas puede mejorar la resistencia a la germinación antes de la cosecha, puede llevar a resultados indeseables para la mayoría de los cultivos, como un establecimiento no uniforme de plántulas después de la siembra. Así, la resistencia a la germinación antes de la cosecha es crucial para garantizar la productividad y la sostenibilidad y es un rasgo agronómicamente importante que afecta el rendimiento y la calidad del grano. Por otro lado, el color de la semilla está vinculado a la resistencia a la germinación; sin embargo, la relación genética entre ambas características sigue sin resolverse. La identificación de la quinasa de proteínas activadas por mitógenos-3 (MKK3) como el gen responsable de la germinación antes de la cosecha-1 (Phs-1) representa un avance significativo en nuestra comprensión de cómo se controla la germinación en el trigo a niveles moleculares y genéticos. En la maduración de semillas, Viviparous-1 (Vp-1) juega un papel crucial en la gestión de la germinación antes de la cosecha al regular la maduración de las semillas e inhibir la germinación a través de la supresión de alfa-amilasa y proteasas. Vp-1 es un jugador clave en la señalización de ABA y es esencial para la activación del programa de maduración de semillas. Los mutantes de Vp-1 exhiben una capa de células aleurona no pigmentadas y muestran una germinación precoz debido a una disminución de la sensibilidad al ABA. Investigaciones recientes también han revelado que TaSRO-1 interactúa con TaVp-1, contribuyendo a la regulación de la dormancia de las semillas y la resistencia a la germinación antes de la cosecha en el trigo. El objetivo de esta revisión es enfatizar la investigación más reciente sobre la germinación antes de la cosecha en cultivos y sugerir posibles direcciones para futuros estudios.

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