¿Qué es el seed priming?

¿Qué es priming de semillas?

Hace solo unas décadas que se descubrió que el proceso de germinación de semillas podía detenerse, introduciendo numerosos beneficios.

La metodología de hidratación de la semilla previa a la siembra es lo que denominamos priming de semillas, una técnica que mejora la velocidad y uniformidad de la germinación, aún en condiciones adversas. 

¿Cómo funciona?

El priming consiste en humedecer parcialmente las semillas, por debajo de límite que permita el inicio de la división celular, la germinación propiamente dicha.  Si se impide que el contenido de agua aumente a valores que permitan el comienzo de la división celular, se prolonga la fase II y en consecuencia la rediferenciación y reparación de estructuras celulares, lo que determina que las semillas aumenten su calidad fisiológica (Figura 1).

En la Fase II tiene lugar la mayor parte de los eventos metabólicos. La respiración se incrementa y se produce un transporte activo de las sustancias, desde el tejido de reserva hacia el eje embrionario.

Figura 1. Procesos fundamentales del priming de semillas (Ehab Awad-Allah Ibrahim, 2019).

En la tabla anterior podemos ver la importancia de controlar el potencial hídrico de la matriz donde imbibimos la semillas. El potencial hídrico se refiere a la capacidad que tiene la matriz de entrar dentro de las semillas, dependiente de su composición, y no debe ser ni muy alto ni muy bajo. Al permitir a las semillas y al medio en que son colocadas llegar a un equilibrio, la duración de la fase II es prolongada, permitiendo de este modo que tengan lugar los procesos de priming (Figura 1).

Tipos de priming

1-. Osmopriming: Las semillas son colocadas en soluciones osmóticas con un bajo potencial hídrico, en lugar de agua pura. El bajo potencial hídrico se logra con el agregado de agentes osmóticos como el polietilenglicol (PEG), un compuesto orgánico de alto peso molecular, inerte y no tóxico para las semillas o algunas sales inorgánicas. El osmopriming es la principal técnica empleada por su simplicidad y resultados.

2.- Priming de matriz sólida: requiere de una gran cantidad de solución osmótica con costosos sistemas de aireación y temperatura. La eliminación de residuos del agente osmótico es uno de sus puntos negativos. Las semillas son mezcladas con material sólido (orgánico e inorgánico) capaz de ajustar correctamente el contenido de humedad y, por lo tanto, facilitar el control de la absorción de agua. Entre las sustancias empleadas se encuentra la vermiculita, el caolín, carbón o aserrín.

3.- Quimiopriming: método en el que se utilizan algunas sustancias como el ácido clorhídrico (HCl), fungicidas químicos, pesticidas o sustancias naturales para reducir la contaminación microbiana. Aunque el priming con HCl puede mejorar la germinación de las semillas al reducir los patógenos transmitidos por el suelo, a menudo se necesita un proceso de tratamiento controlado para obtener un mejor resultado. Una alternativa más sostenible consiste en emplear aceites esenciales, extractos de plantas, productos lácteos y ácidos orgánicos.

4.- Termopriming: en este caso, las semillas se tratan con diferentes temperaturas con impactos mínimos en los procesos fisiológicos vitales, dando como resultado una germinación uniforme y mejorada bajo condiciones de escasez de recursos. Recientemente, se ha descrito que tiene la capacidad de mejorar la adaptación de las plantas en un entorno con temperaturas elevadas, a través de alteraciones significativas en los osmolitos y sustancias antioxidantes.

5.- Biopriming: consiste en el empleo de microorganismos específicos o moléculas bioactivas. Numerosos estudios corroboran que la asociación de plantas con microorganismos beneficiosos da resultados positivos, debido a que se establecen relaciones endofíticas que promueven el crecimiento y la resistencia al estrés biótico y abiótico. Algunas de las cepas empleadas son Trichoderma spp., Enterobacter spp., Pseudomonas spp. y Bacillus spp.

6.- Hormopriming: los reguladores del crecimiento vegetal empleados para el priming podrían tener un gran impacto en varios procesos metabólicos. En general, las giberelinas, el ácido abscísico, las poliaminas, la kinetina, el etileno, el ácido salicílico y las auxinas se han utilizado como reguladores del crecimiento vegetal. Estos pueden aumentar el rendimiento, la tolerancia a diversos tipos de estrés, además de mejorar la germinación y crecimiento de las plantas.

Imagen 1. Diferentes estrategias de priming de semillas y sus efectos beneficiosos.

¿Qué ventajas nos proporciona?

El principal beneficio que proporciona el priming es el aumento de la velocidad de germinación de las semillas, así como la uniformidad del proceso, cuando las condiciones ambientales son poco favorables. Una mayor uniformidad durante la nascencia, permite disponer de una mayor cantidad de plántulas útiles para el trasplante.

En algunas especies, aumenta el peso fresco y el crecimiento durante las primeras fases del desarrollo. Además, mejora la implantación del cultivo en suelos con problemas, especialmente cuando se trata de parcelas infectadas con hongos patógenos.

De la misma manera, aumenta la resistencia de las plantas al estrés abiótico, térmico o salino, y biótico, proporcionando protección frente a plagas y enfermedades como se comenta anteriormente.

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