Valoración del efecto de estrés por bajas temperaturas en la germinación de 3 géneros de la familia Brassicaceae: en busca de un modelo de estudio sobre memoria transgeneracional

Abstract

Planetary climate change represents one of the greatest challenges for humanity, because of its social and economic repercussions, and for being, to a large extent, responsible for it. Excessive rains, prolonged droughts and extreme frosts are some of the consequences of climate change. Extreme temperature deviations have worsened in recent years, which have caused huge economic losses in agriculture, as well as serious changes in ecosystems around the world. Plants are the ones that suffer most from these changes because they are sessile. Drastic variations in temperature, in particular the low extreme temperatures, affect its viability and compromise its survival since at freezing temperatures the water contained in the cells forms crystals that damage cell membranes. To survive they must adapt their physiology. For plants of agronomic interest, freezing temperatures have an impact on productivity and product quality. The expectation of using crops resistant to low temperatures is based on the possibilities of manipulating the natural responses of plants to those temperatures. A key process in this response is the germination capacity of the plant. Each plant has an optimal germination temperature. In this paper, the germination response is compared to freezing and deep-freezing temperatures of seeds from plants belonging to the Brassicaceae family: watercress, mustard and the most studied plant model, Arabidopsis thaliana. We discovered a correlation of resistance to freezing temperatures with the geographical origin of the studied plants.

El cambio climático planetario representa uno de los mayores desafíos del ser humano, tanto por las repercusiones socio-económicas, como por ser, en gran medida, responsable del mismo. El exceso de lluvias, sequías prolongadas y heladas extremas son algunas de las consecuencias del cambio climático. Las desviaciones extremas de temperatura se han agudizado en los últimos años, que han provocado enormes pérdidas económicas en la agricultura, así como alteraciones graves en los ecosistemas de todo el mundo. Las plantas son las que sufren en mayor medida estos cambios por ser sésiles. Variaciones drásticas en la temperatura, en particular las bajas temperaturas extremas, afectan su viabilidad y comprometen su supervivencia ya que a temperaturas de congelación el agua contenida en las células forma cristales que dañan las membranas celulares. Para sobrevivir deben adaptar su fisiología. Para plantas de interés agronómico, las temperaturas de congelación repercuten en la productividad y calidad del producto. La expectativa de utilizar cultivos resistentes a bajas temperaturas se basa en las posibilidades de manipular las respuestas naturales de las plantas a esas temperaturas. Un proceso clave en esta respuesta es la capacidad germinativa de la planta. Cada planta posee una temperatura óptima de germinación. En el presente trabajo, se compara la respuesta de germinación ante temperaturas de congelación y ultracongelación de semillas de plantas pertenecientes a la familia Brassicaceae: berro, mostaza y el modelo vegetal más estudiado, Arabidopsis thaliana. Descubrimos una correlación de resistencia a este estés abiótico con el origen geográfico de las plantas estudiadas.