Semințele de plante pot părea observatorului ocazional ca fiind spectaculoase - dar au proprietăți care nu sunt decât puteri. În stare uscată își pot stoca energia ani de zile și apoi o pot elibera brusc pentru germinare atunci când condițiile de mediu sunt favorabile. Un exemplu frapant este „super-înflorirea” din Parcul Național Valea Morții, când semințele care au îndurat deșertul uscat și fierbinte de zeci de ani germinează brusc la precipitații, urmate de un deșert rar și spectaculos înflorit câteva luni mai târziu. Semințele conservă un embrion complet format, care continuă să crească numai atunci când condițiile sunt potrivite pentru a face acest lucru. Acesta poate fi cazul doar ani mai târziu - sau în cazuri mai extreme chiar și secole mai târziu.

despre

Germinarea semințelor este controlată de mai mulți hormoni vegetali, care sunt cercetați intens. Cu toate acestea, nu se știau prea multe despre procesele care trebuie să aibă loc pentru a permite hormonilor să funcționeze. Cum se pune la dispoziție energia din semințe? Cum se poate începe metabolismul energetic devreme și eficient? O echipă internațională de cercetători a analizat acum aceste întrebări.

Utilizând un nou tip de biosenzori fluorescenți, cercetătorii au observat, în celulele semințe vii, atât metabolismul energetic, cât și așa-numitul metabolism redox, care se bazează pe sulf. Cercetătorii au descoperit că atunci când semințele au intrat în contact cu apa, metabolismul energetic a fost stabilit în câteva minute, iar „centralele electrice” ale celulelor vegetale - cunoscute sub numele de mitocondrii - și-au activat respirația. Cercetătorii au aflat, de asemenea, care comutatoare moleculare sunt activate pentru a permite eliberarea eficientă a energiei - așa-numitele comutatoare tiol-redox jucând un rol central.

„Privind în primele procese de control al germinării, putem obține o mai bună înțelegere a mecanismelor germinării semințelor”, spune prof. Markus Schwarzländer de la Universitatea din Münster (Germania), care a condus studiul. "Pe viitor ne-am putea gândi la modul în care astfel de comutatoare ar putea fi utilizate în biotehnologia culturilor." Rezultatele studiului ar putea fi relevante în agricultură, atunci când semințele trebuie să-și păstreze vigoarea germinativă cât mai mult timp posibil, pe de o parte, dar ar trebui să germineze în sincronizare și, pe de altă parte, cu pierderi minime. Studiul a fost publicat în revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Context și metodă

Pentru a putea observa activitățile care se desfășoară în metabolismul energetic, cercetătorii au vizualizat sub microscop adenozin trifosfat (ATP), moneda generală pentru energia din celulă și Nicotinamidă adenină dinucleotid fosfat (NADPH), energia electronică, în mitocondrii. Aceștia au comparat semințele din creșterea thalelor: atât semințele uscate, cât și semințele „absorbite” de apă.

Pentru a afla dacă comutatoarele redox sunt importante pentru germinarea inițială, cercetătorii au dezactivat proteinele specifice folosind metode genetice și apoi au comparat reacția arătată de semințele modificate cu cea a celor nemodificate. Cercetătorii au permis semințelor să îmbătrânească artificial în laborator și au văzut că semințele germinau mult mai puțin activ dacă le lipseau proteinele relevante.