Diapositiva 1 - Vigor en Semillas

Algunas consideraciones
sobre vigor en forrajeras
Dra. Ing. Agr. Liliana Ferrari

El vigor es una propiedad fisiológica que afecta el
comportamiento de la semilla , tanto en su
germinación e implantación como en su capacidad
para resistir factores de estrés a lo largo de su vida
(formación, permanencia en el campo, cosecha, beneficio, almacenamiento,
siembra).
La estrategia para la determinación del vigor de las
semillas consiste en medir algunos aspectos del
deterioro o de deficiencia genética. El grado de
deterioro o la gravedad de la deficiencia genética son
inversamente proporcionales al vigor de las semillas.
Además de los factores de impacto como condiciones en planta madre y cosecha,
microrganismos e insectos, daño mecánico, etc., el envejecimiento es un fenómeno
que impacta de modo IRREVERSIBLE.

En un lote nos
encontraremos
con semillas en distinto
estado
de maduración (posición
de la espiguilla dentro
de la inflorescencia!)
Dormición
Relación entre la viabilidad y el vigor de las semillas a lo largo
del tiempo. Los puntos en los ejes X e Y correspondientes a las
curvas de viabilidad y de vigor, ilustran la diferencia creciente
entre ambas, a medida que se incrementa el deterioro del lote
de semillas a lo largo del tiempo (Adaptado de Delouche y
Caldwell, 1960).

Factores de peso en los procesos de
deterioro:
agua
T°
tiempo
La permeabilidad de la semilla está influenciada por
su morfología, estructura, cubiertas, composición,
contenido inicial de humedad y T° de imbibición. En
semillas incrustadas, la matriz que rodea la semilla
juega un rol importante.

Curva trifásica de toma de agua por la semilla en el proceso de
germinación. La flecha roja indica el momento de ocurrencia de los
primeros signos de protrusión de radícula.

La tasa de penetración del agua en la semilla es crítica y determina el éxito de la
germinación:
Si la toma de agua es muy lentala germinación se verá reducida porque las semillas
se pueden deteriorar.
Si la toma de agua es muy rápida las semillas sufrirán un exceso de daño por
imbibición.
Que pasa cuando el agua ingresa a la semilla?:
Hay una liberación de gases adsorbidos y una fuga rápida hacia el medio circundante de
solutos celulares (azúcares, ácidos orgánicos, iones, aminoácidos y proteínas).
Las semillas intactas no presentan esa fuga tan copiosa hacia el medio exterior.
Las semillas dañadas de leguminosas con cubiertas que a menudo muestran grietas
dan origen a plántulas con bajo vigor ya que pueden perder gránulos de almidón y
proteínas.
Aunque algunos componentes fugan desde las paredes celulares, muchos se pierden
desde el interior de las células……………….y aquí cobran importancia las
membranas celulares!

Membranas celulares
Transición de los fosfolípidos componentes de la membrana durante el secado y
posterior rehidratación
DETERIORO

Los eventos tempranos que ocurren durante la germinación incluyen :
el establecimiento de la actividad respiratoria,
un sistema de producción de energía vía ATP,
así como el inicio de la síntesis de RNA y proteínas.
Estos son los procesos que se perturban en semillas con
reducida viabilidad. En embriones no viables de algunas
gramíneas la actividad de una serie de hormonas
involucradas es menor que en embriones viables. Se
producen:
Fallas en la actividad respiratoria
Fallas en la producción de ATP
Fallas en la síntesis de mRNA y proteínas

El término “semilla seca” no implica necesariamente la ausencia de agua.
El contenido de agua en la semilla madura y seca está adsorbido, asociado a la
superficie de macromoléculas, virtualmente sin movilidad y estructurado, no
frizable .
agua
Su presencia resulta en cambios en el comportamiento de fase de los lípidos de
membrana, que en el estado seco de las semillas existe en un estado vitrificado,
aun a T° fisiológicas, relentizando todas las reacciones químicas que requieren
difusión celular.
T°
Este estado de agua vitrificada puede descomponerse gradualmente en relación
con la T°, ocurriendo una pérdida de viabilidad durante el almacenamiento.
Reacciones no enzimáticas ocurren en semillas secas y se incrementa la formación
de radicales libres cuando decrece el contenido de agua.
tiempo

La estrategia para la determinación
del vigor de las semillas consiste en
medir algunos aspectos del
deterioro o de deficiencia genética.
El grado de deterioro o la gravedad
de la deficiencia genética son
inversamente proporcionales al
vigor de las semillas.

ENSAYOS DIRECTOS
ENVEJECIMIENTO ACELERADO
DETERIORO CONTROLADO
ENSAYO DE FRIO

ENSAYOS
INDIRECTOS
ENSAYOS FISIOLOGICOS
VELOCIDAD DE GERMINACION
TASA DE CRECIMIENTO DE PLANTULA
TAMAÑO DE PLÁNTULA
ENSAYOS BIOQUIMICOS
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
RESPIRACIÓN
CONTENIDO DE ATP
OTROS ENSAYOS BIOQUIMICOS
ENSAYOS FISICOS
TAMAÑO DE LA SEMILLA
DENSIDAD DE LA SEMILLA
PESO DE LA SEMILLA

COMBINACIÓN DE ENSAYOS
INDICE DE VIGOR

Envejecimiento acelerado
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METODOLO
GÍA
AUTOR
Lolium perenne L. Clasificar lotes de
semillas.
Sensible Happ y col., 1993
Lolium perenne L. Efecto de la Sensible 41°C Rowarth y col.,
fertilización (N)
1999
Lolium perenne L. Ajustar condiciones Logrado 43°C-72hs Hampton y col.,
del ensayo
2000
Lolium perenne L. Determinar Se correlacionó 40-43°C Cookson y col.,
emergencia de positivamente
2001
plántulas en
laboratorio a
distintas T°
con emergencia

Envejecimiento acelerado
Lolium
multiflorum L.
Ajustar
condiciones del
ensayo
Poa pratensis L Ajustar
condiciones del
ensayo
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Bromus
biebersteinii
Roem & Schult.
Bromus inermis
Leysser
Determinar
emergencia a
campo
Predecir
viabilidad en
almacenamiento
Logrado 41°C-48hs,
solución
saturada
NaCl
Logrado.
T° efecto principal
Se correlacionó
positivamente.
En un modelo de
regresión (+
respiración) predice
rendimiento de
forraje al 1er. año
Madruga de
Tunes y col.,
2011
44°C-60hs Pu Xinchun y
col., 2008
Hall y
Wiesner, 1988
Sensible 45°C-72hs AOSA, 1983

Madruga de Tunes y col. , 2011

Envejecimiento acelerado
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Festuca
Predecir Sensible 40°C-72hs AOSA, 1983
arundinacea viabilidad en
Schreb.
almacenamiento
Festuca
Determinar vigor Adecuado Peisheng y
arundinacea a distintos
col., 1999
Schreb.
momentos de
cosecha
Festuca
Determinar vigor Sensible Xu Rong y
arundinacea a distintos
Han JianGuo,
Schreb.
momentos de
desarrollo de
semilla
2003

Envejecimiento acelerado
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD AUTOR
Trifolium
pratense L.
Trifolium
pratense L.
Medicago
sativa L.
Trifolium sp.
Clasificar lotes de
semillas.
Predecir
viabilidad en
almaceamiento.
Clasificar lotes de
semillas.
Determinar
emergencia a
campo.
Predecir
viabilidad en
almaceamiento.
Sensible Grzesiuk y
col., 1990
Mejor clasificación para
semillas no
esterilizadas.
Se correlacionó
positivamente con
emergencia a campo
para semillas
esterilizadas.
40°C-72hs
Superficie de
semillas
esterilizada
Wang y col.,
1994
Sensible 40°C-72hs AOSA, 1983

Envejecimiento acelerado
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Clasificar lotes de
semillas para
almacenamiento.
Predecir viabilidad
en almaceamiento
Clasificar lotes de
semillas.
Relacionar con
dureza de
tegumento
Logrado 45°C-7d+ Hrušková, 1991
El más adecuado %H variable Wang y col. 1992
Logrado 45°C-48hs a Kouchekey y
96 hs Haghighi, 2000
Logrado varios Kong LingQ y col.,
2011

Deterioro controlado
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Elymus
sibiricus L.
Clasificar lotes de
semillas.
Predecir
emergencia a
campo.
Eficiente en rankeo
de lotes.
No adecuado para
predecir emergencia
a campo.
40°C-24hs Wang y col.,
2004

Deterioro controlado
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Trifolium
pratense L.
Trifolium
pratense L.
Predecir viabilidad
en
almacenamiento
Determinar
potencial de
performance a
campo
Adecuado Wang y col.,
1991
Correlación con
resultados de
emergencia a
campo en siembras
de otoño y
primavera
18%H-45°C-
24hs
Wang y col.,
1994

Deterioro controlado
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Predecir viabilidad
en
almacenamiento
Clasificar lotes de
semillas.
Predecir
emergencia a
campo.
Ajuste de método
para predecir
emergencia a
campo con distinta
humedad de suelo.
Correlación
significativa con la
capacidad de
almacenamiento
No tan eficiente en
rankeo de lotes.
Buen predictor de
emergencia.
Adecuado para
algunas situaciones
Wang y col.,
1992
40°C-24hs Wang y col.,
2004
Wang y col.,
2010

ESPECIE OBJETIVO CONCLUSIÓN AUTOR
Lolium
perenne L.
Test de frio
Clasificar
lotes
No mostró
diferencias
significativas
Happ y col.,
1993

Ensayos fisiologicos
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION ENSAYO AUTOR
Lolium
perenne L.
Elymus
sibiricus L
Bromus
biebersteinii
Roem &
Schult.
Clasificar lotes de
semillas
Clasificar lotes
Predecir
emergencia a
campo
Predecir
emergencia a
campo
Adecuado Largo de
parte aérea
No adecuado Largo
radicular
No adecuado Tasa de
crecimiento
de plántula
Festuca ovina Clasificar lotes Adecuado Velocidad
de
germinación
Happ y col.,
1993
Wang, 2002
Hall y Wiesner,
1988
Abdi y Arefi,
2003

Figura 6.2. Fenogramas de los índices construidos utilizando
todas las poblaciones. Referencias: VG Ko: velocidad de
germinación de Kotowski; VM L: velocidad media de Laboriau;
R: velocidad media de germinación; GM: germinación media
de Maguire; GM S yG: germinación media modificada por
Shmueli y Goldberg; CUG: coeficiente de uniformidad de
germinación; GN50: días para 50% de germinación máxima; E:
índice de sincronización. r 5, 0,05 = 0,75.
Ferrari, 2008

Ensayos fisiologicos
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION ENSAYO AUTOR
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L
Medicago
sativa L
Medicago
sativa L
Relacionar con
dureza de
tegumento
Clasificar lotes
Predecir
emergencia a
campo
Predecir viabilidad
en
almacenamiento
Predecir
emergencia a
campo
No correlaciona con
vigor en lotes con
semillas duras
Velocidad
de
germinación
No adecuado Largo
radicular
Adecuado Velocidad
de
germinación
Adecuado pero
inferior a CD
Velocidad
de
germinación
LingQi y col.,
2011
Wang, 2002
Abdi y Arefi,
2006
Wang y col.,
2011

Ensayos fisiologicos
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION ENSAYO AUTOR
Medicago Clasificar lotes Adecuado Tasa de Wang y col.,
rutenica
germinación 2009
Lotus Predecir
Velocidad no Velocidad de McKErsie y
corniculatus L. emergencia a discriminó entre germinación col., 1981
campo
lotes.
Largo de
Largo de plántula
correlacionó con
emergencia
plántula

ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION AUTOR
Bromus
biebersteinii
Roem &
Schult.
Tasa de respiracion
Evaluar
performance a
campo
Por regresión múltiple
se seleccionó al EA y la
tasa de respiración
como el mejor modelo
para predecir la
producción de forraje
del 1er. año
Hall y
Wiesner, 1988

Contenido de ATP
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION AUTOR
Lolium Evaluación como Adecuado. Correlaciona Ching, 1972
multiflorum indicador de vigor con peso de semilla y
Lam.
longitud aérea de
plántula
Bromus Predecir la
Correlacionó
Hall y Wiesner,
biebersteinii performance a significativamente con 1988
Roem & Schult campo
el rendimiento de
forraje
Festuca Determinar vigor en Adecuado Peisheng, 1999
arundinacea diferentes momentos
Schreb. de cosecha

Ching, 1973

Ching, 1973

Contenido de ATP
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION AUTOR
Trifolium
incarnatum
Evaluación como
indicador de vigor
Adecuado.
Correlaciona con peso
de semilla y longitud
aérea de plántula
Ching, 1972

Conductividad
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Lolium
perenne L.
Lolium
perenne L.
Lolium
multiflorum
Lam.
Clasificar lotes de igual
G
Determinación de
emergencia en
laboratorio para
clasificar efecto de
fertilización (N)
Clasificar lotes.
Ajuste metodológico
Adecuado Bulk y
semilla
individual
Happ y col.,
1993
Poco sensible bulk Cookson y col.,
2001
Adecuado Lopes y Franke,
2010

Wang y col., 2004

Wang y col., 2004

Wang y col., 1996

Conductividad
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION AUTOR
Elymus
sibiricus L.
Bromus
biebersteinii
Roem &
Schult
Festuca
arundinacea
Schreb.
Rankear lotes.
Predecir
emergencia a
campo
Predecir
performance a
campo
Determinar
vigor a distintos
momentos de
desarrollo de
semilla
No adecuado Wang y col.,
2004
No correlacionó con
rendimiento de
forraje
Hall y Wiesner,
1988
Adecuado Xu Rong y Han
JianGuo, 2003

Conductividad
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Trifolium
pratense L.
Trifolium
pratense L.
Medicago
sativa L.
Lotus
corniculatus L.
Clasificar lotes
de alta G
Ajuste
metodológico
Clasificar lotes
en
almacenamiento
Evaluar
establecimiento
a campo
No fue el test más
sensible
24hs Wang y col.,
1994
El más adecuado Grzesiuk,
1990
Correlacionó en
forma positiva
McKersie y
col., 1981

Conductividad
(cont.)
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION METOD. AUTOR
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Medicago
sativa L.
Predecir el
comportamiento
en
almacenamiento
Rankear lotes
Predecir
emergencia a
campo
Ajuste de método
para predecir
emergencia a
campo con distinta
humedad de suelo.
El más sensible
luego de DC
Muy buen
estimador tanto
para rankear lotes
como para predecir
emergencia a campo
El mejor método
para predecir
emergencia a campo
en suelos con poca
humedad
Acortamien
to del
tiempo de
humedecim
iento
Wang y col.,
1992
Wang y col.,
2004
Wang y col.,
2010

ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION ENSAYO AUTOR
Festuca
arundinacea
Schreb.
Efecto de priming
sobre el vigor de
plántula
Sensible Índice de vigor (1)
largo plántula*G
Índice de vigor (2)
P. seco plántula*G
Indice de vigor
Rouhi y col.,
2011
ESPECIE OBJETIVO CONCLUSION ENSAYO AUTOR
Trifolium
pratense L.
Efecto de estrés
ácido sobre la
germinación y
vigor
Sensible Índice de vigor
(largo radicular +
largo aéreo)*G
Mandié y col.,
2011

Vigor en
semillas
incrustadas
Gracias!
Tz