Bases y técnicas agronómicas: estructura, germinación y calidad de semillas

Semillas

TRAVELER CEBADA aGrar semillas* GRUPO · MAISADOUR*Semillas

• Semillas: proceden de la fecundación de los óvulos por el polen en las flores (angiospermas).
• Las semillas constan básicamente de tres elementos:
  • Un embrión rodeado de un tejido con sustancias de reserva y protegidos con una cubierta.

Tejido de reserva Cubiertas EmbriónSemillas

• La función de las semillas es multiplicar a la especie dando lugar a nuevos individuos (plantas) tras la germinación.
• Son un elemento de dispersión en el espacio o ambiente de los individuos de esa especie.
• Tienen la capacidad de resistir condiciones ambientales no favorables por lo que son un elemento de dispersión en el tiempo (mientras las condiciones de germinación y de crecimiento no sean favorables).
• Germinación:
  • Recuperación de la actividad biológica por parte de la semilla, de modo que el embrión crece y da lugar a una plántula que se establece en el suelo creciendo y desarrollándose para generar una planta adulta que se vuelva a reproducir.

Fecundación y Formación de Semillas

Polen Flor Cubiertas de la flor Estambres Envueltas grano Ovario Pericarpio Óvulo Tegumentos Nucela Oósfera Pistilo Endospermo (tejido de reserva) Núcleos polares 0 0 Embrión 0 Núcleos espermaticos Monocotiledóneas (cereales)

• Un núcleo espermático fecunda a la oósfera y da lugar al embrión (y a un cotiledón, el escutelo). Escutelo (cotiledón)
• El otro núcleo espermático fecunda los núcleos polares y da lugar al tejido de reserva o endospermo.
• Los tegumentos del óvulo dan lugar a la cubierta de la semilla o testa.
• La pared del ovario da lugar al pericarpio.
• Las envueltas de la flor (espiguilla) dan lugar a las envueltas del grano (granos vestidos). Espiga de cebada Pared del ovario Cubierta semillas o testa

Semillas de Cereales

• El fruto proviene de la fecundación de las flores.
• El grano de los cereales es un fruto en cariópside, ya que la semillas tiene soldado el pericarpio a su cubierta.
• Las glumas y glumillas (pálea y lemma) pueden:
  • Estar soldadas al pericarpio y la testa, como en la cebada, avena o arroz, por lo que se denominan "granos vestidos".
  • Desprenderse en la trilla durante la recolección, como en el trigo, centeno o triticale, por lo que se denominan "granos desnudos".

Aleurona Endospermo Escutelo (cotiledón) Embrión Lemma Pericarpio Testa PáleaSemillas de los cereales

Tipos de Granos de Cereales

Granos vestidos Avena Cebada (granos con la pálea y la lemma (glumillas) unidas al grano) Granos desnudos Arroz

Granos desnudos de trigo Glumas y glumillas desprendidas del grano de trigo Centeno MaízSemillas de los cereales

Estructura de la Semilla de Cereal

• Debajo de la pálea y la lemma está el pericarpio.
• El pericarpio es la pared del ovario de la flor que crece tras la fecundación.
• Debajo del pericarpio está la testa:
  • Es la cubierta de la semilla.
  • Proviene de los tegumentos del óvulo.
  • Contiene pigmentos que dan distintos colores a los granos desnudos.

Endospermo Escutelo (cotiledón) Embrión Aleurona Lemma Pericarpio Testa PáleaSemillas de los cereales

Desarrollo del Embrión y Germinación

• El embrión proviene de la fecundación del óvulo por el polen (uno de los núcleos espermáticos se une a la oósfera).
• Al germinar la semilla, el embrión crecerá con las sustancias de reserva del endospermo y dará lugar a la futura planta.
• El cotiledón se ha transformado en el escutelo, que comunica al embrión con la aleurona y el endospermo.
• La plúmula dará lugar a la parte aérea de la planta.
• El coleóptilo protege a la plúmula durante la germinación en el suelo y la coleorriza a las radículas.
• A través del micrópilo entran el agua y el oxígeno al embrión durante la germinación.

Escutelo: cotiledón Parte dorsal del grano Micrópilo Aleurona Coleorriza Embrión Coleóptilo Plúmula Radícula (5 raíces) Eje caulinarSemillas de los cereales

Aleurona y Endospermo

• Debajo de la testa está la aleurona:
  • Es una capa de células vivas que segregan enzimas durante la germinación para degradar las sustancias de reserva del endospermo y así alimentar al embrión en crecimiento en el proceso de germinación.
  • Se forma a partir del tejido del endospermo al desarrollarse la semilla.
• Las sustancias de reserva del grano están en el endospermo (almidón, proteínas, etc.).

Aleurona Endospermo Testa Aleurona EndospermoSemillas de los cereales

Formación y Composición del Endospermo

• Endospermo:
  • El endospermo es un tejido que se genera en la fecundación al unirse un núcleo espermático con lo núcleos polares.
  • El tejido se forma en la fase de maduración del grano de los cereales:
    • En la fase de proliferación las células se dividen hasta alcanzar un número de unas cien mil células.
    • En la fase de expansión del grano estas células van almacenando sustancias de reserva (almidón y proteínas fundamentalmente).
  • Cuando el grano ya está maduro el endospermo consta de células de gran tamaño, desvitalizadas, formadas por paredes celulares que rodean el contenido celular compuesto de gránulos de almidón (grandes y pequeños) embebidos en una matriz de proteínas.

• Endospermo Célula del endospermo Pared celular Gránulos de almidón grandes y pequeños Matriz de proteínas

El Grano de Cebada

Paredes Celulares del Endospermo

• Las paredes celulares están compuestas fundamentalmente por beta- glucanos.
• Los beta-glucanos son carbohidratos complejos formados por unidades de glucosa unidas por enlaces beta (1 >3), (1 > 4), formando polímeros lineales sin ramificaciones.

CH,OH -0-4 OH CH.OH CH.OH O OH OH P-(1-4)D-glucosa CH,OH OH OH OH B(1-3)-0-glucosa OH CHỊOH ₿-(1-4)-D-glucosa O OH CH B-(1-4)-D glucosa OH B(1-4)-D-glucosa ß-glucano de cereal

• El grano de cebada tiene un contenido medio de beta-glucanos entre el 3% y el 9%.
• Al aumentar el contenido de beta-glucanos en el grano de cebada se reduce el contenido de almidón.
• A mayor contenido de beta-glucanos en la cebada, habrá mayor contenido de beta-glucanos en la malta (sin degradar), lo que hace aumentar la viscosidad del mosto cervecero por la formación de geles, lo que puede causar problemas de filtración y reducir el rendimiento en extracto en la fabricación de cerveza.
• Un elevado contenido de betaglucanos reduce la digestibilidad de los piensos en monográstricos.
• Para la cebada utilizada como ingrediente en alimentos como fuente de fibra, el contenido alto de beta- glucano es positivo y deseable, ya que se busca que aporten esos compuestos a la dieta.

CW 55 Paredes celulares CWEl grano de cebada

Almidón en el Endospermo

• El grano de cebada tiene 50-60% de almidón.
• El almidón está en el endospermo dentro de las células en forma de gránulos; estos gránulos son de dos tamaños:
  • Gránulos grandes
  • Gránulos pequeños
• El 10% de los gránulos son grandes y suponen el 90% del peso del almidón total del endospermo. Los gránulos grandes son más fácilmente hidrolizables por las enzimas durante la germinación.
• El almidón está formado por dos tipos de polímeros: polímeros ramificados de glucosa (Amilopectina, que supone un 75% del almidón) y polímeros lineales (Amilosa, que supone un 25% del almidón).

Amilosa CH2OH CH2OH CH2OH 0 0 OH OH OH 0 0 OH OH OH OH n OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O Amilopectina O 0 OH 0 OH OH OH CH2OH 6 CH2 CH2OH 0 0 0 OH OH OH 0 01 OH OH OH OH n OH Polímero de moléculas de glucosa unidas por enlaces a 1->4 Polímero de moléculas de glucosa unidas por enlaces a 1 ->4 y ramificaciones con enlaces a 1->6

• El almidón formará el extracto fermentescible del mosto cervecero en el cocimiento una vez hidrolizado.
• Aporta energía en los piensos animales.

75% 20 pm 25% OH OH OH OEl grano de cebada

Proteínas del Endospermo

• Las proteínas del endospermo forman una matriz dentro de las células en la que están embebidos los gránulos de almidón.
• Estas proteínas son de reserva y son del tipo de las Hordeínas y Glutelinas (proteínas de alto peso molecular):
  • Hordeínas (solubles en alcohol): 35-50% de la proteína del grano.
    • Hordeínas B: 40 kDa, ricas en aminoácidos azufrados.
    • Hordeínas C: 60 kDa, pobres en aminoácidos azufrados.
  • Glutelinas de la cebada (solubles en soluciones alcalinas): 35-40% de la proteína del grano.

20 pm

• Estas proteínas de alto peso molecular tendrán un papel muy importante en la fabricación de cerveza.
• El contenido de proteína de la cebada cervecera debe ser moderado: entre un 9,5 y un 11,5%.
• En el trigo, estas proteínas forman el gluten (y se llaman gliadinas y gluteninas) que va a tener una gran importancia en la calidad del trigo blando y del trigo duro.

Fecundación y Formación de Semillas en Eudicotiledóneas

Flor Flores de haba Polen Estambres Pistilo Cotiledones (tejido de reserva) Cáliz (sépalos) Cubierta de la semilla Ovario Pared del ovario . Hojas Óvulo Tegumentos Tallo Nucela · Raiz Embrión Oósfera Pistilo Núcleos polares T Semillas 0 0 · Núcleos espermáticos Fruto (vaina en legumbre) Eudicotiledóneas (leguminosas) Corola (pétalos) Cubierta semillas o testa

Producción de Semillas Agrícolas

Variedad Cultivada o Cultivar

• Variedad cultivada o cultivar: Conjunto de individuos de una especie dotados de una serie de características morfológicas, fisiológicas, químicas, etc., que son:
  • Homogéneas: las comparten todos los individuos de la variedad.
  • Distintas: las diferencian de otras variedades cultivadas.
  • Estables: se mantienen en las generaciones sucesivas al multiplicarse los individuos.
• Variedades cultivadas comerciales:
  • Obtención: las nuevas variedades cultivadas se obtienen por técnicas de mejora genética por parte de las entidades obtentoras.
  • Registro oficial: las nuevas variedades se registran en la Oficina Española de Variedades Vegetales (OEVV), del Ministerio de Agricultura.
  • Multiplicación: El obtentor-multiplicador reproduce y multiplica las semillas para obtener semilla comercial.

Producción de Semilla Comercial

La semilla comercial que se utiliza en los cultivos agrícolas puede ser:

• Semilla comercial certificada (que puede ser R-1 o R-2), con lo que se asegura la calidad de la variedad utilizada y la sanidad del material de siembra.
• Control oficial a lo largo del proceso de multiplicación (Ministerio de Agricultura).
• Semilla estándar de cultivos hortícolas producida por las casas comerciales de semillas.
• Control interno del obtentor-multiplicador y solo control oficial en el mercado.

Tipos de Semilla Comercial

Semilla certificada

• R-1 (etiqueta azul)
• R-2 (etiqueta roja)

Reglas y Normas C.E. ESPAÑA JUNTA DE ANDALUCIA SEMILLA CERTIFICADA SEMILLA CERTIFICADA R-2 Especie. Variedad. Nº de Lote. Pais de produscsis 7953468 Pais de producción. Mes /año de precintado Peso / nº de unidades C 3168507

• Semilla estándar (etiqueta naranja o amarilla)

REGLAS Y NORMAS UE / REGRAS E NORMAS UE - CATEGORÍA STANDARD CONTENIDO NETO PESO DO CONTEÚDO 30 (semillas/sementes aprox.] REF .: SHBP1514 LOTE: ZDIS1514 ROCALBA, S.A. - Productor ES09170031 FECHA ÚLTIMO ANÁLISIS: DATA DA ÚLTIMA ANÁLISE: VALIDEZ ANÁLISIS HASTA: VALIDADE ANALISE ATÉ Penaparte fitosanitario CE ES09-17.0031 Serie: Ver Late