UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales Guía de Trabajos Prácticos Nº 8 - AÑO 2016 EFECTO DEL POTENCIAL OSMÓTICO SOBRE LA GERMINACIÓN DE SEMILLAS La germinación en sentido fisiológico comienza con la captación de agua por la semilla (imbibición), y finaliza con el inicio de la elongación del eje embrionario que conduce a la emergencia de la radícula. Desde el punto de vista agronómico es muy importante el desarrollo adecuado del embrión para la obtención de una plántula normal. La International Seed Testing Association define como plántula normal a aquella cuyas estructuras esenciales son capaces de originar una planta normal. La germinación de semillas ocurre en respuesta a una serie de acontecimientos metabólicos y morfogenéticos secuenciados y sincrónicos, que tienen como resultado la transformación del embrión en una plántula capaz de valerse por sí sola y transformarse en una planta adulta. Otros autores, entienden a la germinación como la reanudación de un proceso de crecimiento que se detuvo, caracterizado por la deshidratación de tejidos y por una reducida actividad metabólica. Entre los factores externos que influyen sobre la germinación se pueden considerar: agua, temperatura, luz, intercambio gaseoso entre la semilla y el medio, etc. La incorporación de agua por la semilla se denomina imbibición, la cual es un proceso físico que ocurre por diferencia de a entre la semilla y el medio. La entrada de agua produce cambios físicos y estructurales en la semilla, y tiene lugar tanto en semillas vivas como muertas. La entrada de agua en la semilla es trifásica (ver figura): I. En la primera etapa ocurre una importante entrada de agua debido a que el a de la semilla llega al orden de -100 MPa dado la presencia de macromoléculas como polisacáridos, ubicados principalmente en la testa, los cuales generan un importante m. II. En la segunda etapa, el a de la semilla no excede los -1 y -1.5 MPa. III. En la tercera etapa, ocurre una elevada entrada de agua debido a que aumenta la cantidad de solutos en la semilla y se rompe la testa por la emergencia de la radícula. En la siguiente figura se muestran los diferentes eventos celulares que ocurren en cada fase. 1 La germinación puede verse afectada por estrés osmótico. Se ha observado que semillas de trigo expuestas a este tipo de estrés tienen problemas en la germinación que se relacionan directamente con el estado hídrico del embrión. Las semillas que no germinaron no cumplimentaron la tercera etapa de imbibición que requiere que el embrión supere determinado umbral hídrico. Además, se ha informado que el estado de hidratación del embrión se correlaciona con la síntesis de proteínas. El estrés hídrico produce disminución en la síntesis de proteínas, lo cuál podría estar asociado con cambios en la turgencia celular. De este modo, se afectaría la estructura de las membranas y la maquinaria involucrada en la síntesis de proteínas. Objetivo Determinar el efecto del o sobre la germinación y el crecimiento temprano de especies de interés agronómico. Materiales Semillas de maíz y soja Solución de manitol 1 M Placas de Petri estériles con 2 papeles de filtro Pinzas Pipetas Procedimiento 2 A fin de conocer el o de la solución de manitol 1M en las condiciones de la cámara de germinación, y partiendo de que una solución de manitol 1M genera una presión osmótica de -22,4 atm a una temperatura de 0°C, se debe corregir el valor de o según la temperatura medida (x) utilizando la siguiente fórmula: -22.4 atm x (273 °C + x °C) o = ---------------------------------273 °C Por ejemplo: si la temperatura de la cámara de germinación es de 20 °C, el a de la solución 1M será -24 atm. Debido a que en el siguiente TP se utilizarán soluciones con diferentes o (equivalentes en este caso al a) la obtención de los diferentes volúmenes de solución de Manitol 1M que corresponden a los diferentes o se realizó por regla de tres. - 24 atm ---------------- 100 ml sn de Manitol 1M - 3 atm ------------------ x = 12.5 ml a (atm) Agua destilada Solución de Manitol estéril (ml) 1M (ml) 0 100 0 -3 87.5 12.5 -6 75 25 -9 62.5 37.5 -12 50 50 En base a la tabla, preparar las soluciones y colocar 5 ml de cada una de ellas en las respectivas placas de Petri. Colocar 15 semillas, previamente esterilizadas con 2% hipoclorito de sodio durante 3 min, en cada placa y llevarlas a la cámara de germinación Conviron. Anotar hora y fecha del comienzo de la experiencia. Registrar el número de semillas germinadas a las 48, 72, 96, 120 y 144 horas, considerando semilla germinada a aquella que tiene más de 0.5 cm de longitud de radícula. Al final de la experiencia medir la longitud de la radícula y coleoptile/hipocótilo en cm. 3 Completar los siguientes cuadros: 1. Porcentaje de germinación Horas desde la siembra a (atm) 48 72 96 120 144 0 -3 -6 -9 -12 2. Crecimiento promedio de radícula a (atm) 3. Crecimiento promedio de coleoptile/hipocótilo a (atm) 144 h 0 0 -3 -3 -6 -6 -9 -9 -12 -12 144 h Realizar los siguientes gráficos: 1. Germinación absoluta (%) vs tiempo (hs), en los diferentes a. 2. Germinación relativa (%) vs tiempo (hs), en los diferentes a. Considerar como 100% el número de semillas germinadas al final de la experiencia (144 h) a un a de 0 atm, y calcular el % de de semillas germinadas bajos los demás tratamientos. 3. Crecimiento promedio de radícula (cm) en los diferentes a. 4. Crecimiento promedio del coleoptilo/hipocótilo (cm) en los diferentes a. Fotografía anexa: Se observan semillas de maíz y soja germinadas. 4 radícula Maíz Soja hipocótilo mesocótilo radícula coleoptile raíces adventicias 5