Training and Modeling: apply two types of benchmark data to one-class SVM, and thus we obtain two IDS models.

La dormancia en semillas es una característica adaptativa importante de las plantas que permite que la germinación se bloquee incluso bajo condiciones ambientales favorables. En plantas de vida libre, la dormancia es clave en su ciclo vital, ya que permite a la semilla permanecer viable en un estado quiescente largos periodos de tiempo. De esta forma se asegura su germinación en el momento óptimo para poder completar con éxito el ciclo reproductivo. Este proceso se encuentra finamente regulado por distintos factores intrínsecos, por ejemplo regulación génica y contenido hormonal, y factores ambientales, como la luz, la temperatura y los nutrientes, entre otros (Finch-Savage y Leubner-Metzger, 2006; Finkelstein y col., 2008).

La dormancia está determinada tanto por las propiedades morfológicas como fisiológicas de la semilla. De acuerdo con esta idea se ha establecido un sistema de clasificación de dormancia (Baskin y Baskin, 2004):

 Dormancia Fisiológica (DF): que puede ser profunda, cuando una vez separado el embrión, éste es incapaz de germinar incluso en presencia de GA y necesita largos periodos de frío o calor para provocar la germinación; se dice que la dormancia es “no profunda”, cuando una vez escindido el embrión de la semilla, tratamientos con GA, escarificación, cortos periodos de frío o calor, etc, pueden romper la dormancia.

 Dormancia Morfológica (DM): Los embriones de estas semillas no son durmientes, sino que están fisiológicamente subdesarrollados.

 Dormancia Morfofisiológica (DMF): Estas semillas también contienen embriones subdesarrollados, pero además existe un componente fisiológico añadido a su dormancia.

 Dormancia Física (DFs): Impuesta por las envueltas de las semillas, que suelen ser impermeables, y tanto la escarificación mecánica como química podrían romper este estado de dormancia.

 Dormancia Combinada (DF+DFs): Son semillas con cubiertas impermeables y dormancia fisiológica en el embrión.

Existen varios factores reguladores implicados en el mantenimiento de la dormancia. Entre estos factores destaca el contenido hormonal de ABA, GA, brasinosteroides (BRs), etileno (ET) y óxido nítrico (NO). Además, los componentes de la cubierta seminal o de las estructuras envolventes de la semilla son causa de distintos estados de dormancia (Debeaujon y col., 2000). Los pigmentos son generalmente compuestos fenólicos, que establecen enlaces con los componentes de la pared celular durante la maduración de la semilla, lo que provoca un engrosamiento de las capas celulares creando una mayor resistencia mecánica y reduciendo la permeabilidad al agua, a los gases y a las hormonas.

El estado de dormancia de la semilla aumenta durante la maduración de la misma, alcanzando su máximo en las semillas completamente maduras (Ooms y col., 1993). A lo largo del almacenamiento posterior en seco de la semilla (AR, After-Ripening), la dormancia disminuye progresivamente. La duración del AR, así como del estado durmiente puede variar en función de la maduración, tipo de semilla, almacenamiento y condiciones de germinación (Donohue y col., 2005). Los mecanismos moleculares que disminuyen el estado durmiente durante el AR no están bien definidos, pero algunos autores han sugerido que los tránscritos acumulados en la semilla seca podrían participar en la superación de la dormancia durante el AR. Una prueba de ello es que un gran número de mRNAs sufre cambios en sus niveles de acumulación a lo largo del AR. Estos cambios apuntan a la existencia de fenómenos de transcripción en la semilla seca, a pesar del bajo contenido en agua de las mismas (Iglesias-Fernandez y Matilla, 2009; Leubner-Metzger, 2005).

Las semillas de las plantas cultivadas, en general, y las de cereales, en particular, exiben un bajo grado de dormancia debido al proceso de selección operado desde la domesticación, hace unos 10.000 años, y a la mejora genética posterior. Estas semillas pueden incluso, en condiciones ambientales de alta humedad, germinar en la espiga, fenómeno que se conoce como germinación precoz (“preharvest sprouting”) y que es de gran importancia agronómica por las pérdidas que puede ocasionar.

La variación natural relativa al carácter dormancia en las distintas accesiones de A. thaliana, está regulada por distintas rutas de modo aditivo, como lo ha revelado la identificación de QTLs (“Quantitative Trait Loci”) ligados a este carácter. Uno de ellos corresponde a un gen denominado DOG1 (Delay of Germination 1), que codifica una proteína cuyo mecanismo de acción se desconoce. Las semillas de los mutantes dog1 son no durmientes y presentan niveles alterados de ABA, así como una mayor sensibilidad a esta hormona (Bentsink y col., 2006). Hasta el momento se han identificado 11 genes de este tipo en A. thaliana (Bentsink y col., 2010). En cebada se han identificado cuatro QTLs, SD1 a SD4, ligados al carácter dormancia. SD1 está implicado en el mantenimiento de la dormancia durante la formación de la semilla y SD2 participa en la salida de la dormancia una vez que la semilla está preparada para germinar. Como SD2 está localizado en la misma región cromosómica en la que se encuentra el gen que codifica el enzima GA20 oxidasa, que es clave en la síntesis de GAs activos, se ha sugerido que podría haber una correspondencia entre ambos (Gu y col., 2004; Li y col., 2004).

El estado de la dormancia y la preparación para la germinación se ha relacionado con distintos reguladores. En A. thaliana, se ha descrito el papel fundamental del ABA en el proceso de dormancia. Mutantes que tienen afectada la síntesis o percepción de esta hormona, tienen un menor grado de dormancia, mientras que mutantes que producen ABA en exceso o son hipersensibles a esta hormona, tienen un mayor periodo de dormancia (Finkelstein y col., 2008). Tanto semillas durmientes (D) como semillas que han superado el proceso de “after-ripening” (AR), muestran un descenso en los niveles de ABA durante la imbibición en agua, pero sólo en las semillas durmientes, el contenido en ABA vuelve a aumentar a partir de 24 horas después de la imbibición (Finch-Savage y Leubner-Metzger, 2006; Finkelstein y col., 2008; Gubler y col., 2005). Las cubiertas seminales son capaces de sintetizar y liberar ABA al embrión, inhibiendo así la germinación de los mismos (Lee y col., 2010).

En cebada, no existe correlación entre el grado de dormancia y el contenido en ABA, siendo este último equivalente en semillas durmientes y no durmientes. Sin embargo, se ha observado que en aquellas semillas no

durmientes, el ABA disminuye durante la imbibición (Jacobsen y col., 2002). La coleorriza, un tejido multicelular de origen embrionario que se elonga en los momentos tempranos de la imbibición antes de la emergencia de la raíz, juega un papel muy importante en la salida de la dormancia, actuando como una barrera para la emergencia de la raíz. Se ha observado que tras el proceso de AR, en la coleorriza aumenta la expresión del gen que codifica la enzima ABA- 8´-hidroxilasa, que cataliza la degradación de ABA, y disminuye la del gen que codifica la enzima NCED1 (9-Cis-EpoxiCarotenoide Dioxigenasa), implicada en la síntesis de dicha hormona (Barrero y col., 2009b). En mutantes de esta especie con una respuesta deficiente a ABA, la germinación ocurre de forma más rápida que en condiciones normales, y al añadir ABA exógenamente no se impide la síntesis de tránscritos específicos de este proceso (Romagosa y col., 2001; Skriver y Mundy, 1990).

Las GAs estimulan la germinación mediante la inducción de la expresión de enzimas hidrolíticas que debilitan las paredes celulares en los tejidos que se oponen a la emergencia radicular (p.e. endospermo y cubierta seminal), movilizan las sustancias de reserva de la semilla, y estimulan la expansión del cotiledón y de la radícula. El papel de la GA en la liberación de la dormancia y en el proceso de germinación es controvertido, ya que los tratamientos externos con esta hormona no estimulan la germinación en todas las especies y tampoco en semillas durmientes (Ali-Rachedi y col., 2004; Bewley, 1997). Ciertas investigaciones apuntan a que es necesaria la disminución de los niveles de ABA para que se incremente la producción de GA (Jacobsen y col., 2002). Así mismo, los niveles de GA se incrementan en A. thaliana a lo largo del AR, y con la estratificación (Yamauchi y col., 2004).

Los brasinosteroides (BRs) son hormonas vegetales implicadas en la elongación del tallo, el desplegado de los primordios de las hojas y la protrusión de la raíz (Clouse, 2001). Los mutantes en la biosíntesis y señalización de estas hormonas germinan bien pero son más sensibles a los tratamientos con ABA. Estos resultados sugieren que ABA y BRs están relacionadas disminuyendo el potencial germinativo de las semillas (Clouse y Sasse, 1998).

germinación, induciendo la ruptura del endospermo, si bien los mecanismos son independientes (Leubner-Metzger, 2001).

El Etileno (ET) está implicado en la ruptura de la dormancia a través de la interacción con la ruta de señalización del ABA. Se ha demostrado que mutantes insensibles al etileno presentan un incremento en su dormancia correlacionado con el aumento de la sensibilidad y síntesis de ABA (Beaudoin y col., 2000; Chiwocha y col., 2005). Sin embargo, mutantes “knock-out” en el receptor de ET (etr1-2) son capaces de acumular GAs, sugiriendo que el incremento de la dormancia provocada por la acumulación de ABA es parcialmente subsanado por este incremento de GA (Ghassemian y col., 2000). Esto sitúa al ET como una molécula mediadora entre ABA y GA a lo largo de la dormancia y germinación de las semillas.

Por último, el óxido nítrico (NO), el nitrito (NO2) y el nitrato (NO3) pueden

promover la germinación, afectando al metabolismo y al estado redox; todos ellos afectan a la expresión de genes implicados en la síntesis de enzimas de la ruta de las pentosas-fosfato, que proporciona nutrientes esenciales para la germinación (Finch-Savage y col., 2007).