GERMINACION UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE AGRONOMIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLOGICAS FISIOLOGIA VEGETAL Ingº Agrº María Elena Arboleda Octubre 2005

DEFINICION Fisiológica: eventos bioquímicos, fisiológicos, anatómicos y morfológicos que suceden desde la imbibición hasta la salida de la radicula Agrícola: eventos bioquímicos, fisiológicos, anatómicos y morfológicos que suceden desde la imbibición hasta el establecimiento de la plántula

Semilla viable: semilla cuyo embrión esta vivo, capaz de germinar Quiescencia: estado en que la semilla tiene la capacidad de germinar pero las condiciones ambientales no lo permiten Latencia o Dormancia: estado fisiológico en que se encuentra una semilla el cual le impide germinar aún cuando este expuesta a condiciones externas favorables para que el proceso se efectué

Fases de la Germinación

Fases de la germinación Fase I: Imbibición Adsorción rápida de agua Es un proceso físico que ocurre en las semillas debido al gradiente de potenciales hídricos entre la semilla y el medio de germinación

Fases de la germinación Fase I: Imbibición La magnitud de la imbibición está determinada por: Composición química de las semillas Permeabilidad de las coberturas Disponibilidad de agua en el medio

Fases de la germinación Fase II: Actividad fisiologica Durante esta fase no hay adsorción de agua o es muy reducida Periodo de muy intensa actividad fisiológica

Fases de la germinación Fase II: Actividad fisiológica Todo el aparato celular es rehidratado Comienza la actividad enzimática Las respiración y síntesis de ATP se incrementan marcadamente Se inicia la síntesis de proteínas necesarias para el proceso

Fases de la germinación Fase II: Actividad Fisiológica Comienza el metabolismo de las sustancias de reservas para el crecimiento de la radicula Síntesis de enzimas (degradación de sustancias, ablandamiento de paredes celulares, etc)

Enzimas sintetizadas durante la germinación de los cereales Amilasas Hidrólisis de almidones a azucares Proteasas Hidrólisis de proteínas hasta aminoácidos Glucanasas Enzimas que degradan las paredes celulares

Inmediatamente después comienza la división celular activa en el ápice Fases de la germinación Fase III: Desarrollo y protusión de la radicula Básicamente ocurre un alargamiento celular de las células de la radicula Inmediatamente después comienza la división celular activa en el ápice

Factores ambientales que influyen en la Germinación Externos: Agua, temperatura, luz, gases Internos: Hormonas, Cubiertas duras, presencia de inhibidores, estado morfológico de embrión

AGUA Es el único factor que puede limitar la germinación en muchas semillas no latentes La imbibición es el primer requisito para la germinación La tasa de movimiento depende de las relaciones hídricas entre la semilla y el medio de germinación

AGUA Algunas semillas contienen inhibidores químicos que deben ser lavados para que germinen Otras, cuando están en medios con altos contenidos de humedad, liberan mucílagos que reducen la suplencia de oxigeno al embrión y por lo tanto reducen la germinación

Temperatura Controla o libera latencias Adaptación climática Afecta la velocidad del proceso y el porcentaje Las temperaturas mínimas, optimas y máximas varían con la especie

Efecto de la temperatura el la germinación de semillas de Trigo

Temperatura El limite superior es cercano a 45 ºC y el inferior entre 3 y 5 ºC Las plántulas que se obtienen cuando la temperatura es cercana a los 40 ºC generalmente son anómalas Para las especies tropicales el rango entre 25 y 30 ºC generalmente es el mejor

Efecto de la Temperatura en la Germinación La temperatura y el rango en el cual las semillas germinan, está en función del origen de las semillas, de sus características genéticas y de su edad. : Muchas semillas requieren una alternancia periódica de temperaturas para que ocurra la germinación. Efecto de la Temperatura en la Germinación  Especie T. Mínima T. Óptima T Máxima Zea mays (maíz) 8-10 32-35 40-44 Triticum sativum (trigo) 3-5 15-30 31-43 Avena sativa (avena) 3-5 25-30 31-40 Nicotiana tabacum (tabaco)10 24 30

Luz La luz puede inducir o liberar latencias Es un mecanismo que permite la adaptación de las plantas a diferentes nichos ecológicos Generalmente actúa en interacción con la temperatura Su acción puede ser ejercida por la calidad o fotoperiodo El fotocontrol de la germinación está regulado por el fitocromo

Luz Semillas Fotoblásticas positivas Malezas, pastos, vegetales herbáceos, flores, especies pioneras, generalmente semillas de pequeño tamaño Ecológicamente la percepción de la luz por la semilla puede actuar como un indicador de la cantidad de luz disponible para la plántula Puede indicar: profundidad de siembra, sombreamiento por doseles vegetales, distrurbación de suelos

Luz Semillas Fotoblásticas negativas Semillas indiferentes, neutras Algunos cultivares de Allium Semillas indiferentes, neutras

Gases El intercambio gaseoso entre el medio de germinación y el embrión es esencial para una germinación rápida y uniforme El oxigeno es esencial para la respiración La suplencia de oxigeno se limita en medios con exceso de humedad La concentración de oxigeno disminuye con la profundidad de siembra y con la presencia de capas edáficas impermeables

Latencia o Dormancia La semilla viable no germina aún cuando las condiciones ambiéntales sean favorables para el proceso Puede ser regulada por el ambiente y/o por condiciones internas de la semilla El hombre ha realizado selecciones a través del tiempo para eliminar o reducir esta condición

Clasificación de las latencias y los mecanismos para solventarlas Tipos de latencias Condiciones para romper latencias PRIMARIAS Morfologica o embrionaria Embriones rudimentarios Reguladores de crecimiento, estratificación Embriones no desarrollados Tegumentarias Mecánica Escarificación Física Química Escarificación, lixiviado Internas Fisiológicas Condiciones de luz apropiadas, almacenamiento, estratificación, posmaduración Dobles SECUNDARIAS Fotodormancia Reguladores del crecimiento Termodormancia Reguladores de crecimiento, estratificación frío

Escarificación: alteración de las cubiertas seminales para disminuir su resistencia y permitir el paso del agua y/o gases Lixiviación: lavado de los inhibidores presentes Posmaduración: cambios fisiológicos que ocurren posterior a la cosecha de las semillas frescas, pero maduras fisiológicamente, y que permiten romper estados de latencia Estratificación: practica horticultural en la que las semillas son colocadas entre capas de sustratos húmedos y sometidas a tratamientos de baja temperatura

Importancia de las latencias Facilitan el almacenamiento, transporte y manejo Permiten la germinación solo cuando las condiciones ambientales son favorables para la sobrevivencia de la plántula Estratificación en frío, condiciones de invierno Quemas Especies del desierto, lluvias fuertes, escarificación

Importancia de las latencias Creación de un “BANCO DE SEMILLAS NATURAL” Es una adaptación ecológica, pero es la base de los problemas de malezas en campos agrícolas Sincroniza la germinación en un tiempo particular del año lo cual asegura una población de plantas en el mismo estado de desarrollo para facilitar la entrecruza genética

CONTROL HORMONAL DE LA GERMINACION Y LATENCIAS Giberelinas Es el grupo hormonal implicado más directamente en la germinación Interactúan con las semillas con requerimientos de luz para germinar. La luz parece promover la síntesis de giberelinas y su activación Liberan condiciones de latencias

CONTROL HORMONAL DE LA GERMINACION Y LATENCIAS Acido Abscisico (ABA) Su principal función parece ser evitar la viviparidad o germinación precoz Puede inducir latencia primaria