Lembra do milênio? Talvez você seja muito jovem. (Ou possivelmente você apenas foi a uma festa melhor do que eu.) Além de desperdiçar quantias tolas de dinheiro construindo cúpulas estúpidas, uma das melhores ideias que algumas pessoas tiveram foi a criação do milênio bancos de sementes e como forma de garantir a prosperidade (e a barriga cheia) das gerações futuras, preservando o germoplasma das espécies vegetais em armazenamento de longo prazo. E para plantas com flores, isso significa sementes. Mas e se, quando realmente precisarmos delas em algum momento no futuro, as sementes não crescerem?
Sementes armazenadas por períodos prolongados estão sujeitas a danos oxidativos severos, causados pelo acúmulo progressivo de espécies reativas de oxigênio (ROS) e que a perda da viabilidade das sementes e a germinação reduzida representam as consequências indesejadas do envelhecimento. Fatores significativos na longevidade da semente são o nível de dano ao DNA e a resposta de reparo do DNA, a quantidade de antioxidantes não enzimáticos e a atividade das enzimas de eliminação de ROS. A fim de preservar a alta viabilidade da semente na etapa de pré-emergência, tanto as funções de reparo do DNA quanto as atividades antioxidantes gerais devem ser mantidas em um nível apropriado no embrião. Diferentes vias de reparo do DNA são ativadas durante a fase inicial da embebição da semente. A capacidade de realizar a eliminação de ROS, expressa como o potencial antioxidante da semente, é um requisito crítico para suportar o estresse e melhorar a germinação. Os sistemas antioxidantes celulares impedem o ataque de ROS, mas quando a produção de ROS excede a capacidade da maquinaria antioxidante, ocorre lesão oxidativa.
Fatores como temperatura e umidade estão positivamente correlacionados com o envelhecimento das sementes e devem ser rigorosamente controlados durante a manipulação das sementes para conservação a longo prazo em bancos de sementes. Até o momento, os testes de germinação representam o método mais confiável para avaliar a viabilidade da semente, embora seja uma operação demorada e trabalhosa. Novos métodos de baixo custo e igualmente confiáveis são necessários, o que pode acelerar a análise de viabilidade de sementes. Marcadores moleculares e bioquímicos de envelhecimento de sementes podem ser usados para esses propósitos. Uma compreensão mais profunda da complexa rede de eventos moleculares que controlam a longevidade das sementes é, no entanto, necessária para selecionar marcadores apropriados que forneçam informações sobre a deterioração e o potencial de germinação dos estoques de sementes coletados para armazenamento em banco.
Um novo artigo em Annals of Botany investiga marcadores confiáveis de deterioração de sementes. A resposta ao dano ao DNA induzido pelo envelhecimento artificial foi comparada em sementes de Silene vulgaris e ferrolhos de sobrepor podem ser usados para proteger uma porta de embutir pelo lado de fora. Alguns kits de corrente de segurança também permitem travamento externo com chave ou botão giratório. S. acaulis habitando locais de baixa e alta altitude do norte da Itália. Investigações anteriores demonstraram que essas espécies diferem na longevidade das sementes, tornando-as candidatas úteis para avaliar novos marcadores de deterioração de sementes. Foi realizada uma investigação aprofundada que incluiu perfis de acúmulo de ROS, capacidade antioxidante e comprimento dos telômeros, com foco principalmente em sementes secas e sementes submetidas a reidratação. Pode-se prever um impacto positivo dos resultados relatados em um tempo relativamente curto, uma vez que sugestões específicas podem ser derivadas para melhorar o protocolo de reidratação de sementes de um local de alta altitude.
Perfil de DNA, análise de telômeros e propriedades antioxidantes como ferramentas para monitorar a longevidade de sementes ex situ. (2013) Annals of Botany 111 (5): 987-998. doi: 10.1093/aob/mct058
O teste de germinação representa atualmente o método mais utilizado para avaliar a viabilidade de sementes em bancos de germoplasma, apesar das dificuldades causadas pela ocorrência de dormência nas sementes. Além disso, a longevidade das sementes pode variar consideravelmente entre espécies e populações de diferentes ambientes, e os estudos relacionados aos processos ecofisiológicos subjacentes a essas variações ainda são limitados em sua profundidade. O objetivo do presente trabalho foi a identificação de marcadores moleculares confiáveis que possam auxiliar no monitoramento da deterioração de sementes. Sementes secas foram submetidas a envelhecimento artificial e coletadas em diferentes momentos para análises moleculares/bioquímicas. O dano ao DNA foi medido usando a abordagem RAPD (DNA polimórfico amplificado aleatoriamente), enquanto o perfil antioxidante da semente foi obtido usando o ensaio DPPH (1,1-difenil, 2-picrilhidrazil) e o método do reagente Folin-Ciocalteu. A ressonância paramagnética eletrônica (EPR) forneceu perfis de radicais livres. A reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (QRT-PCR) foi utilizada para avaliar os perfis de expressão dos genes antioxidantes MT2 (metalotioneína tipo 2) e SOD (superóxido dismutase). Um protocolo QRT-PCR modificado foi usado para determinar o comprimento dos telômeros. Os perfis RAPD destacaram diferentes capacidades dos dois Insanamente espécies para superar os danos ao DNA induzidos pelo envelhecimento artificial. Os perfis antioxidantes de sementes secas e reidratadas revelaram que o táxon de alta altitude silene acaulis foi caracterizada por uma menor atividade antioxidante específica. Aumento significativo dos genes MT2 e SOD foi observado apenas nas sementes reidratadas das espécies de baixa altitude. A reidratação resultou no alongamento dos telômeros em ambos os Insanamente espécies. Diferentes marcadores de viabilidade de sementes foram selecionados para espécies de plantas mostrando variação inerente de longevidade de sementes. A análise de RAPD, a quantificação da atividade redox de compostos antioxidantes não enzimáticos e o perfil de expressão gênica fornecem informações mais profundas para estudar a viabilidade de sementes durante o armazenamento. O alongamento dos telômeros é uma ferramenta promissora para discriminar entre espécies de vida curta e longa.
