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 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.
