AGUA OXIGENADA Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS

AGUA OXIGENADA Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS
febrero 28, 2013
Pedro Diaz Vivancos. Investigador Contratado del CEBAS-CSIC.
La germinación es el proceso mediante el cual una semilla se desarrolla hasta convertirse en una
nueva planta. Por definición, la germinación incorpora esos eventos que comienzan con la captación
de agua por la semilla seca en reposo y terminan con el alargamiento del eje embrionario (formará
la parte aérea de la planta) y la protrusión de la radícula (formará la raíz de la planta). Durante la
germinación de semillas se produce la activación de una serie de procesos metabólicos que incluyen
la degradación de proteínas de almacenamiento, la síntesis de novo de proteínas, la producción de
energía, la biosíntesis de compuestos metabólicos primarios y secundarios y la activación de
moléculas señalizadoras. Todos estos procesos que se producen durante la germinación son los que
permiten el establecimiento y desarrollo de las plántulas (planta en sus primeros estadios de
desarrollo, desde que germina hasta que se desarrollan las primeras hojas verdaderas).
Las especies reactivas de oxígeno (ROS), especialmente peróxido de hidrógeno o agua oxigenada
(H2O2), se producen continuamente como subproductos de diferentes vías metabólicas. En el blog
podéis encontrar diferentes post con información acerca de las ROS. A pesar de que las ROS están
consideradas como moléculas tóxicas, el agua oxigenada a bajas concentraciones puede actuar
como una molécula señalizadora.
En general, cada vez hay más evidencias que implican la señalización de ROS con la germinación
de semillas. Las ROS aparecen ahora como moléculas importantes en el proceso de germinación,
siempre que exista un equilibrio entre su producción y su eliminación (reguladas por el
metabolismo antioxidante). Se ha descrito que tratamientos con H2O2 estimulan la germinación
de semillas de patata, guisante y cebada, entre otras. El efecto positivo del H2O2 sobre la
germinación de semillas puede ser atribuido al hecho de que la eliminación de H2O2 resulta en la
producción de oxígeno necesario para diversos procesos metabólicos. En la siguiente figura se
puede observar la estimulación de la germinación de semillas de guisante tras 24-h de incubación en
presencia de H2O2, las semillas controles, con un notable retraso en la germinación, se incubaron en
agua.
Aunque en los últimos años se ha producido un notable progreso en la comprensión de los
mecanismos fisiológicos y moleculares que regulan la germinación de la semillas, varias preguntas
permanecen sin aclarar. Todavía nos son desconocidos los mecanismos que determinan la
dormancia de las semillas, tampoco está claro cómo las temperaturas afectan a la germinación, ni
cómo las ROS intervienen en la regulación de dicho proceso. La respuesta a estas preguntas puede
proporcionar nuevos marcadores de vigor de semillas que podrían ser utilizados por los agricultores
en programas de reproducción, así como para desarrollar nuevos tratamientos que mejoren la
germinación de semillas.
Bibliografía empleada:
Bailly C, El-Maarouf-Bouteau H, Corbineau F. (2008) From intracellular signaling networks to cell
death: the dual role of reactive oxygen species in seed physiology. Comptes Rendus Biologies 331,
806-814.
Bahin E, Bailly C, Sotta B, Kranner I, Corbineau F, Leymarie J. (2011) Cosstalk between reactive
oxygen species and hormonal signalling pathway regulates grain dormancy in barley. Plant Cell &
Environment 34, 980-993.
Bajji M, MʼHamdi M, Gastiny F, Rojas-Beltran JA, du Jardin P. (2007) Catalase inhibition
accelerates dormancy release and sprouting in potato (Solanum tuberosum L.) tubers.
Biotechnology, Agronomy, Society and Environment 11, 121–131.
Barba-Espín G, Diaz-Vivancos P, Clemente-Moreno MJ, Albacete A, Faize L, Faize M, PérezAlfocea F, Hernández JA. (2010) Interaction between hydrogen peroxide and plant hormones
during germination and the early growth of pea seedlings. Plant Cell & Environment 33, 981-994.
Barba-Espin G, Diaz-Vivancos P, Job D, Belghazi M, Job C, Hernández JA. (2011) Understanding
the role of H2O2 during pea seed germination: a combined proteomic and hormone profiling
approach. Plant Cell & Environment 34, 1907-19.
Katzman LS, Taylor AG, Langhans RW. (2001) Seed enhancements to improve spinach
germination. HortScience 36, 979–981.
omentarios en: "AGUA OXIGENADA Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS" (14)
1.
Pablo Díaz dijo:
junio 12, 2013 en 4:45 pm
Hola, enhorabuena por el blog, mi pregunta es: Esta aplicación de la molécula señalizadora,
¿provocaría también una aceleración en la germinación del olivo? Como sabemos es una
especie de crecimiento lento, y la espera hasta obtener un material vegetal con el que
trabajar es un problema. Gracias

cienciacebas dijo:
junio 13, 2013 en 7:49 am
Hola Pablo, muchas gracias. En principio el H2O2 podría estimular la germinación
de las semillas de olivo, pero la naturaleza leñosa de la semilla dificultaría el proceso.
Una alternativa podría ser la rotura de la cubierta externa de la semilla de olivo e
incubar el embrión con el H2O2. Si necesitas mas información al respecto no dudes
en contactar con nosotros. Un saludo.

PABLO dijo:
junio 13, 2013 en 1:22 pm
Si, por supuesto estoy de acuerdo con lo que dices, sin embargo creo que he
formulado mal la pregunta, en mi caso, estoy realizando germinación de
embriones de olivo in vitro para mi tesis, y obtengo unos tres nudos a partir
de embriones con 45 días despues de la germinación, ya a partir de aquí tengo
que propagar este material por lo que tardaría casi 5 meses en obtener
material para enraizar, y finalmente poder aclimatar y pasar a ex vitro. Por lo
que poder adelantar este tiempo de alguna manera me seria muy beneficioso.
Pero exponer embriones con H2O2, ¿podría producir un efecto opuesto al que
busco y que mis embriones en lugar de incrementar su velocidad de
germinación provoque quizás su aborto? y ¿has probado en tu ensayo con
guisantes, utilizar algunos que no estubieran del todo formados (semilla o
embrion) el guisantes?

cienciacebas dijo:
julio 2, 2013 en 10:27 am
Hola PAblo
Seguramente la exposición directa de los embriones de olivo a H2O2 podría
ser prejudicial. Nosotros probamos la imbibición con H2O y después la
germinación y crecimiento temprano con diferentes concentraciones de H2O2
(5, 10, 20 mM) y vimos una bajada en peso fresco. Eso no quiere decir que
concentraciones más bajas (1 mM) pudieran ser beneficiosas. Es cuesstión de
probar. Nosotros no probamos concentraciones menores ya que nuestro
propósito era estudiar el efecto del H2O2 durante la imbibición en la
germinación posterior de las semillas (pero incubadas en H2O) (Ver BarbaEspín et al., 2010 Plant Cell Environm 33: 981-994. DOI: 10.1111/j.13653040.2010.02120.x.
Saludos

Pedro dijo:
junio 13, 2013 en 1:54 pm
Podrías incubar tus embriones con el H2O2 a muy bajas concentraciones para ver si
encuentras alguna que estimule la germinación. En semillas de guisante
concentraciones por encima de 20mM producen un crecimiento anormal de las
plántulas. Yo empezaría con concentraciones bajas, del orden de 1-5 mM.
2.
Rafael dijo:
marzo 17, 2015 en 4:49 pm
Buenas tardes, no acabo de entender la proporción del agua oxigenada por litro de agua.

cienciacebas dijo:
marzo 18, 2015 en 8:05 am
Hola Rafael
La concentración del agua oxigenada comercial que se puede comprar en farmacias
es de 0.9 M. Usando la Formula VixCi = VfxCf se puede calcular fácilmente la
cantidad de agua oxigenada para un litro de agua u otro volumen (Vi y Vf: volumen
inicial y final respectivamente ; Ci y Cf: concentración inicial y final
respectivamente). Si quisieras preparar un litro a la concentración de 20 mM sería:
X(ml agua oxigenada) x 900 mM = 1000 ml x 20 mM
3.
Karen dijo:
noviembre 16, 2015 en 7:22 am
hola, estoy haciendo una feria científica para mi hijo de 5to grado, y escogí el tema. Qué
efectos tiene el H2O2 sobre la germinacion de la semilla vs el agua. Pues dada a la
informacion que recopilamos, por los componentes que contiene la H2O2, esta es la que
ayudaría en la aceleración de la germinacion. Para llevar a cabo la investigacion seleccioné 2
vasos con algodón y 3 semillas cada uno y alimentados 1 con agua y un con h2o2,
debidamente identificados. Cuando observé que mi hipótesis estaba siendo desaprobada
preparé 2 vasos con tierra y 3 semillas en cada uno y los identífique uno con agua y el otro
con h2o2, y a los 3 días mi hipótesis fue aprobada. O sea, el h2o2 tiene efecto positivo en la
germinación de las plantas cuando la misma es plantada sobre tierra, pq en algodón no tiene
el mismo efecto.

cienciacebas dijo:
noviembre 16, 2015 en 1:04 pm
Hola Karen. Puede ser que cuando pusiste las semillas en el vaso la concentración de
H2O2 fuese muy alta, y observaras el efecto contrario.
En la tierra la concentración se diluye.
4.
Milagros Benavides dijo:
junio 5, 2017 en 2:47 am
Tienen el mismo efecto en el crecimiento de las plantas o no, por ejemplo en el de la
lechuga, tiene ese efecto.

cienciacebas dijo:
junio 6, 2017 en 5:23 pm
Hola.
Tiene un efecto similar, siempre dependiente de la concentracion empleada, en
semillas de otras especies, incluyendo melón y lechuga. Respecto al crecimiento de
la planta, al principio las plantulas muestran un mayor desarrollo, pero las diferencias
no son muy notables.
5.
Carlos arisizaval. dijo:
julio 25, 2017 en 2:59 am
Saludos desde Colombia, es un excelente artículo, muchas gracias pir difundir
conocimientos.
Ésta molecula aplicaria tambien en la germinación de guadua o bambú ?
6.
Hellen Espinel dijo:
febrero 17, 2018 en 4:39 am
Hola, queria saber si la aceleracion del tiempo de germinacion con el peroxido de hidrogeno
no se daria en el arroz debido a que este posee un sistema de respiracion que no requiere
oxigeno?

cienciacebas dijo:
febrero 20, 2018 en 12:18 pm
Hola
La germinación en si es un proceso anoxico en algunas de sus fases, por lo tanto el
efecto del H2O2 se daria tambien en semillas de arroz, pero habria que averiguar la
concentración y el tiempo de exposición adecuados.
Saludos