CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

La germinación de la semilla es el paso inicial de crecimiento y desarrollo de las plantas. El proceso de germinación comienza con la absorción de agua por la semilla seca (imbibición), seguida por la expansión del embrión y termina cuando la radícula sobresale (germinación visible). Se ha establecido que un nivel basal de especies activas del oxígeno (EAO) juega un papel fundamental durante este proceso. Sin embargo, la acumulación de EAO en respuesta a perturbaciones ambientales inhibe severamente la germinación de las semillas y el crecimiento de plántulas. El cadmio es un contaminante antropogénico, y si bien es un metal redox inactivo el desequilibrio redox celular se encuentra muy asociado con su toxicidad. El objetivo del presente trabajo fue evaluar en el eje embrionario (por ser el sitio de desarrollo en la semilla) durante la imbibición el impacto de las modificaciones del estado redox celular sobre el perfil metabólico. Para ello se aislaron ejes embrionarios de Zea mays L (maíz) variedad Chalqueño y se incubaron hasta 48 h en placas de Petri sobre papel Whatman Nº 1 humedecido con una solución 2% sacarosa, 10 mM MgCl2 y 50 mM KCl en 50 mM Tris-HCl pH 7,6 (Control). Como factor de estrés se utilizó 10 µM CdCl2, 0,5 µM metilviológeno (MV, conocido generador de O2-) o 1 mM H2O2 agregados a la solución de imbibición. Sobre extractos proteicos se determinó la actividad de proteasas (ácidas, neutras y alcalinas), fenilalanina amonio liasa (PAL), superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), ascorbato peroxidasa (APX) y guaiacol peroxidasa (GPX). El perfil de metabolitos a las 24 y 48 h de imbibición se realizó por 1H-RMN a partir de extractos metanólicos. El perfil de las actividades antioxidantes se determinó a las 18, 24 y 48 h, si bien presenta diferencias para cada tratamiento, en todos los casos indican un desequilibrio redox que se acrecienta con el tiempo de imbibición. Los tratamientos acumularon aminoácidos a las 24 h (tirosina, valina, isoleucina, leucina) y a las 48 h (isoleucina, ácido aspártico y glutámico, prolina) que podría estar asociada a un incremento en la proteólisis. La disminución de glucosa y ácido succínico fue común para Cd y MV a las 48 h. Mientras que entre Cd y H2O2 fue común el incremento de alanina, ácido succínico y treonina a las 24 h y de ácido málico a las 48 h. De interés se observa un incremento de rafinosa compartido por el Cd y el H2O2 que podría ser indicativa de su rol contra el daño inducido por esta especie oxidativa.Los resultados obtenidos suman información que permitirá comprender los eventos bioquímicos, relacionados de forma lejana con la expresión génica y el metabolismo primario, que mantienen la viabilidad de la semilla en condiciones ambientales adversas para el crecimiento vegetal. En conclusión, el desequilibrio redox celular alteró el módulo metabólico de los aminoácidos (compartido por los tres factores de estrés utilizados), mientras que cada factor modificó además el módulo de los azúcares y ácidos orgánicos.