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Un equipo del Instituto Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (CIALE) de la Universidad de Salamanca ha comprobado que el óxido nítrico (NO), una molécula que regula muchos procesos vegetales, es clave para la germinación de las semillas. El hallazgo se enmarca dentro de un amplio proyecto destinado a mejorar la calidad de las semillas en el que participan investigadores de varios países europeos.

“El objetivo es conocer el impacto de las condiciones ambientales en procesos relacionados con las semillas”, explica a DiCYT el investigador del CIALE Óscar Lorenzo. Factores como una sequía, la temperatura o el paso del tiempo pueden influir en la germinación de la semilla o en el vigor con el que posteriormente crezca la plántula, así que los científicos quieren conocer qué moléculas están relacionadas con todos estos aspectos.

Por el momento, los expertos de la Universidad de Salamanca han obtenido sus primeros resultados con la planta Arabidopsis thaliana, que sirve de modelo para la investigación vegetal, pero la idea es aplicar estos conocimientos en cultivos de interés para los agricultores, como el tomate, el girasol o la cebada, con los que ya trabajan sus colegas europeos.

En anteriores estudios, el Grupo de Fisiología y Señalización Hormonal en Plantas del CIALE había analizado factores transcripcionales, que son proteínas reguladoras clave para el desarrollo vegetal, pero ahora han identificado dos directamente relacionados con procesos esenciales para las semillas: la germinación y la acumulación de reservas de ácidos grasos. Los experimentos han demostrado que ambos dependen del óxido nítrico, un gas que tiene funciones muy destacadas en todos los seres vivos.

En el primer caso, “el óxido nítrico modifica un aminoácido en concreto y ese cambio favorece la degradación del factor transcripcional que mantiene la dormición de la semilla, permitiendo que germine”. Este proceso es fundamental, porque las semillas tienen que germinar en un momento concreto para que la planta sea viable, generalmente relacionado con la época del año, al margen de que las condiciones ambientales como la temperatura o la humedad puedan ser idóneas.

En el segundo caso, el óxido nítrico juega un papel esencial para que la semilla acumule ácidos grasos como el oleico o linoleico. Estas reservas sirven para “alimentar” a la nueva plántula cuando comience a desarrollarse. Además, desde el punto de vista del ser humano, este proceso es muy importante porque le otorga un gran valor nutricional a las semillas que consume, por ejemplo, las legumbres.

Además de realizar muchas funciones en vegetales y animales, el óxido nítrico es un gas de efecto invernadero, así que parte del interés de la investigación también está en comprobar las consecuencias que puede tener sobre la biología de la semilla que siga aumentando su concentración en la atmósfera.

Garantizar cultivos viables

En cualquier caso, el propósito principal del proyecto es analizar todas las claves para que las compañías que distribuyen semillas puedan ofrecer un mejor producto y “que el agricultor sepa que el 100% de las semillas va a germinar y que el 100% de las plántulas que generan van a ser viables y sanas”. Para ello los científicos analizan cada variedad desde el punto de vista genético y molecular y estudian las funciones de cada molécula y cómo van a responder ante hipotéticas situaciones de estrés como las que en teoría provocará el cambio climático, con sequías o aumento de las temperaturas.

El equipo de Óscar Lorenzo, con las incorporaciones de Isabel Mateos e Inmaculada Sánchez, lleva dos años trabajando en este proyecto, denominado EcoSeed-Impacts of Environmental Conditions on Seed Quality, una investigación que forma parte del programa European Knowledge Based Bio-Economy (KBBE) y que se prolongará hasta finales de 2016, con la participación de Francia, Reino Unido, Alemania y Austria. El CIALE es el único representante español.

Además de obtener estos resultados con la planta modelo, los investigadores de Salamanca reciben semillas de plantas de interés agrícola como el girasol o la soja que ya han sido tratadas por otros socios del proyecto, por ejemplo, mediante procesos de envejecimiento, para identificar componentes moleculares y ver cómo se comportan.