La imbibición o absorción de agua por parte de la semilla desencadena una serie de cambios metabólicos, que incluyen: la activación del proceso respiratorio, la síntesis de proteínas y la movilización de las reservas. A su vez el embrión ocasiona la rotura de las cubiertas de la semillas por emergencia de la radícula. En el caso de las semillas endospermicas (gramíneas)la resistencia que ponen las cubierta o tejidos envolventes (testa y endospermo) es tan importante, que para que se produzca la emergencia e requiere la degradación enzimática.
Para que la germinación pueda ocurrir es necesario: substrato humado, suficiente disponibilidad de oxigeno y temperatura adecuada. Las semillas de muchas especies permanecen en estado de dormición o latencia siendo incapaces de germinar incluso cuando se encuentran en condiciones ambientales favorables; la salida de este estado requiere algunos estímulos.
Hay diferentes tipos de germinación, en monocotiledóneas y gimnospermas al germinar la semilla, la cubierta (testa) se rompe y emerge la radícula, penetra en el suelo, produce pelos absorbentes y comienza los procesos de absorción de agua y nutrientes del suelo. Sin embargo en dicotiledóneas la rotura de la cubierta la realiza el eje embrionario (hipocotilo).
Germinación epigea: ocurre cuando los cotiledones y el ápice caulinar emergen al alargarse el hipocotilo.
Germinación hipogea: cuando los cotiledones permanecen debajo de la testa y el suelo, el hipocotilo no se alarga o lo hace muy poco. La yema terminal del embrión es empujada hacia fuera por alargamiento el epicotilo y aparecen las hojas verdaderas.
Por tanto cuando la semilla seca y viable se encuentra en condiciones adecuadas de agua, oxígeno y temperatura se ponen en marcha una serie de acontecimientos, que tienen como resultado final la emergencia de la radícula o hipocotilo. Son tres fases: imbibición, síntesis de proteínas y emergencia.
La magnitud de la imbibición esta determinada por: composición química de la semilla, permeabilidad de la envuelta seminal y disponibilidad de agua en el medio. Es un proceso físico sin ninguna relación con la viabilidad, y la entrada de agua da lugar a: dispersión de los coloides, rehidratación de las reservas alimenticias y activación de los sistemas enzimáticos responsables de las reservas.
La entrada de agua en la semilla se debe a una diferencia de potencial hídrico entre la semilla y el ambiente que la rodea (el potencial es mucho mas bajo en la semillas secas maduras que en el ambiente que las rodea), esta diferencia crea lo que se conoce como potencial o presión de imbibición. Con la toma de agua se reanuda rápidamente la actividad metabólica y el restablecimiento de la actividad respiratoria tanto aeróbica como anaeróbica; el objetivo del proceso respiratorio es la formación de ATP y piridin nucleótidos para la intensa actividad metabólica que va a tener lugar durante la germinación. Son funcionales 3 rutas respiratorias: glucolisis, ciclo de las pentosas fosfato y ciclo de krebs.
En la semilla seca madura están presentes todos los componentes necesarios para el restablecimiento de la síntesis de proteínas con la excepción de polisomas, a los 10-15 minutos del proceso de la imbibición se detecta la formación de polisomas. Hay dos fases en la síntesis de proteínas durante la germinación y otra postgerminacion.
Fase 1:
⦁ respiración, reparación de DNA y mitocondrias preexistentes.
⦁ síntesis de proteínas asociadas con los procesos de desarrollo (como proteínas LEA) y que son degradados rápidamente durante la imbibición (usando mRNA preexistentes).
Fase 2:
⦁ síntesis de proteínas usando mRNA preexistentes, pero la mayoría se sintetizan a partir de DNA nuevos que son transcritos durante la germinación
⦁ continua la reparación de mitocondrias pero también hay síntesis.
Fase 3:Postgerminacion
⦁ la síntesis de proteínas continua a parir de mRNA nuevos que son transcritos durante la germinación.
⦁ sigue la síntesis de mitocondrias
⦁ movilizacion de reservas
⦁ elongación y división de las células de la radícula que lleva la emergencia.
Y por ultimo la emergencia es un proceso por el que la radícula o eje embrionario rompe los tejidos envolventes y emerge a la superficie, marca el fin de la germinación y el inicio del crecimiento de la plantula.
El crecimiento radicular (emergencia) esta desencadenado por ablandamiento de la PC y aumento posterior del potencial de turgor de las células de la zona de elongación. Las señales de el proceso de emergencia son:
⦁ acumulación de soluto osmóticos para provocar el incremento del potencial de turgor lo que conduciría a una toma de agua que aumentaría la turgencia celular.
⦁ que los tejidos que rodean a la radícula se ablanden debido a la función de las hidrolasas (hemicelulasas) tales como hemicelulasas que contribuyen a la degradacion de las paredes celulares primerias.
⦁ incremento de la extensibilidad de las PC primarias, previo desencadenamiento de la elongación (la intervención de las auxinas-crecimiento acido y de XET-control por giberelinas pueden ser importantes).
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