Efecto del estrés oxidante en la viabilidad, germinación y vigor de semillas de Escontria chiotilla y Stenocereus pruinosus Público Deposited
Las semillas pueden permanecer viables in situ, en bancos de semillas en el suelo, o ex situ, en bancos de germoplasma, después de su maduración y dispersión. El estudio de estos dos tipos de bancos es esencial para la gestión sostenible y la preservación del patrimonio natural, ya que son vitales para el mantenimiento y la renovación de las comunidades vegetales. No obstante, en el caso de las cactáceas, existen pocas investigaciones sobre este tema. Además, los mecanismos que subyacen al envejecimiento de las semillas, ya sea por almacenamiento artificial o natural, no se comprenden completamente. En este trabajo se proporciona información nueva sobre el envejecimiento de las semillas de Escontria chiotilla (F.A.C. Weber ex K. Schum.) y Stenocereus pruinosus (Otto ex Pfeiff.) Buxbaum, almacenadas en diferentes condiciones y durante distintos periodos de tiempo. Las semillas se almacenaron ex situ a 25 ± 3 °C, en condiciones controladas de humedad (20 ± 2 %) y oscuridad, e in situ, enterradas en el suelo de un matorral xerófilo. Se evaluaron la capacidad y velocidad de germinación, la fuga de solutos y los indicadores del equilibrio redox, incluidos el contenido de glutatión, el estado redox (EGSSG/2GSH), los niveles de malondialdehído (MDA), las proteínas solubles y oxidadas, y la actividad de las enzimas antioxidantes. Los resultados demostraron que las semillas de ambas especies conservaron la viabilidad durante 24 meses de almacenamiento ex situ, con un contenido de agua del 7-9 %, en comparación con las semillas enterradas in situ. En un segundo experimento in situ, las semillas de E. chiotilla sobrevivieron a una estación húmeda y otra seca durante 12 meses, pero perecieron rápidamente durante la segunda estación lluviosa. Por el contrario, las semillas de S. pruinosus empezaron a perder viabilidad a los 6 meses de estar enterradas; al final de la temporada de lluvias, la mayoría de las semillas murieron, y al término de la temporada seca no hubo sobrevivencia. Estas respuestas entre especies se relacionaron con cambios en la actividad de las enzimas antioxidantes y en el estado redox. En ambos experimentos, la pérdida de viabilidad de las semillas se asoció con un cambio del EGSSG/2GSH a un estado más oxidante durante el enterramiento. Pero, los niveles de MDA y proteínas oxidadas no mostraron relación con el desequilibrio redox ni con la pérdida de viabilidad, lo que indica que estos compuestos no son buenos marcadores del estrés oxidante en las semillas de los cactus estudiados. Palabras clave: bancos de semillas, envejecimiento, semillas de cactáceas.
Seeds can remain viable in situ in soil seed banks or ex situ in germplasm banks after maturation and dissemination. The study of these two types of banks is essential for the sustainable management and preservation of the natural heritage since they are vital for the for maintaining and renewing plant communities. However, not much research has been done on cactus. Moreover, nothing is known about the mechanisms underlying seed aging, whether it results from artificial or natural storage. This study offers new data on the aging of Escontria chiotilla (F.A.C. Weber ex K. Schum.) and Stenocereus pruinosus (Otto ex Pfeiff.) Buxbaum seeds, stored under different conditions and time periods. The seeds were kept in situ, buried in the xerophytic scrub soil, and ex situ at 25 ± 3 °C, under controlled conditions of humidity (20 ± 2 %) and darkness. Evaluations were conducted on the solute leakage, germination speed and capacity, and redox balance markers such as glutathione, redox state (EGSSG/2GSH), malondialdehyde (MDA), soluble protein and oxidized protein levels, and antioxidant enzyme activity. The findings demonstrated that seeds of both species retained viability throughout 24 months of ex situ storage, with a water content of 7–9 %, in contrast to seeds buried in situ. In a second in situ experiment, E. chiotilla seeds survived a wet and a dry season for 12 months, but during the second rainy season, the seeds quickly perished. In contrast, S. pruinosus seeds started to lose viability after 6 months of being buried and at the end of the rainy season, most of the seeds died and at the end of the dry season there was no survival. These species-to-species responses were linked to changes in antioxidant enzyme activity and redox status. The loss of seed viability in both storage studies was linked to a change in state after burial from EGSSG/2GSH to a more oxidized state. MDA levels and oxidized soluble proteins, on the other hand, did not correlate with redox imbalance or viability loss in the cactus seeds under study, indicating that these compounds are not reliable indicators of oxidative stress. Keywords: ageing, cacti seeds, seed banks.
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