Germinação de sementes de Inga vera com diferentes graus de umidade

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1 SEMENTES Longevida: INTRODUÇÃO Período em que asemente permanece viva, quando conservada sob as condições ambientais mais favoráveis para a espécie e cultivar (Barton, 1961) Evolução do conhecimento tolerância à ssecação Julio Marcos Filho Tecnologia Sementes Depto. Produção Vegetal USP/ESALQ sementes ortodoxas X sementes recalcitrantes Recalcitrância: sementes incapazes sobreviver ao armazenamento em ambientes relativamente secos (Roberts, 1973) Recalcitrância: sementes não sofrem secagem drástica durante a maturação e são sensíveis a injúrias durante a ssecação (Roberts, 1973) - Incapazes sobreviver ao armazenamento em ambientes relativamente secos - Tolerância a baixas temperaturas Recalcitrante = obstinado, difícil controlar, que não obece a regras normais, obstinadamente sobediente Alternativas: sensível à ssecação, homohidratado, homoaquoso - HABITAT: plantas ocorrem em habitats que permitem o rápido estabelecimento das plantas. Característica é muito comum em espécies arbóreas -TEOR DE ÁGUA: geralmente >50%; Liberadas em estado hidratado, com intervalos regulares, em ambientes úmidos ecom temperaturas relativamente elevadas; germinação relativamente rápida. - EXEMPLOS: cacau, ingá, seringueira, coco, carvalho, guaraná, manga, nêspera, ndê, Araucaria, ipê, abacate, macadâmia, pitanga, jaboticaba - MORFOLOGIA DAS SEMENTES: sementes graúdas, com embriões pequenos; secagem menos drástica durante a maturação; ausência repouso pós-maturida, sob condições naturais. Perm água mais lentamente que as ortodoxas: > variação entre indivíduos Ampla proporção entre os volumes do tecido reserva / eixo embrionário Em várias espécies, sementes protegidas por mucilagem, no interior do fruto. - DESENVOLVIMENTO E MATURAÇÃO Etapas: divisão celular, expansão celular, acúmulo matéria seca, ssecação Dessecação é etapa marcante no senvolvimento das ortodoxas. E nas recalcitrantes? 1

2 ortodoxas histodiferenciação posição reservas secagem Longevida da espécie geralmente pen mais do hábito crescimento da planta matriz recalcitrantes matéria ver teor água A sensibilida d à ssecação se relaciona à inabilida d preservar a estruturação do sistemas membranas, quando o teor água das sementes atinge valores inferiores a terminados limites tempo Relações entre massa úmida, massa seca egrau umida sementes durante o senvolvimento sementes ortodoxas e recalcitrantes (Adaptado Berjak e Pammenter, 2000). - CATEGORIAS DE SEMENTES Mínima Maior tolerância à perda água Germinação lenta, em ausência quantida adicional água Tipos Recalcitrância Morada Tolerância morada à sidratação Velocida média germinação em ausência água adicional Maior tolerância a baixas Maioria das espécies é temperaturas sensível a baixas temperaturas Distribuição Distribuição tropical subtropical/temperada Exemplos: Theobroma, Exemplos: Quercus, Hevea Araucaria Alta Pouco tolerante à ssecação Germinação rápida em ausência água adicional Sensível a baixas temperaturas Florestas tropicais e terras úmidas Exemplo: Avicennia marina Características sementes acordo com o grau recalcitrância (Farrant et al., 1988). Germinação sementes Inga vera com diferentes graus umida Marcio Faria Germinação (%) Grau umida (%) Seca: qualquer nível disponibilida água suficientemente baixo para afetar negativamente o sempenho plantas Tolerância à seca: capacida enfrentar disponibilida sub-ótima água, mas não tão baixa a ponto caracterizar secagem completa até atingir o ponto equilíbrio com a umida relativa do ar Mecanismos tolerância a seca: manter teores mínimos água nas células (Ex.: estômatos) Definição: Capacida sobrevivência sob ausência quase que completa água (*) e recuperação após hidratação (*) () Convenção: 50% U.R. ar, a 25 o C -30 o C Po ser consirada como equivalente ao menor teor água até o qual o tecido po ser sidratado sem causar aperda da viabilida 2

3 Há variação no grau tolerância à ssecação, s as tipicamente ortodoxas até as acentuadamente recalcitrantes. Esse grau tolerância representa a diferença mais evinte entre esses tipos sementes ORTODOXA SENSIBILIDADE CRESCENTE À DESSECAÇÃO mínima RECALCITRANTE máxima A gradação sugerida para a classificação da tolerância das sementes à ssecação tem origem na extrema tolerância das ortodoxas até a extrema sensibilida à ssecação das mais profundas (Berjak e Pammenter, 2000) SEMENTES ORTODOXAS Pom sofrer secagem até atingir baixo grau umida, sem a ocorrência danos ao metabolismo. Potencial armazenamento tem relação inversa com o grau umida das sementes e com a temperatura, ntro limites : exibem variação relativamente ampla quanto ao teor água na época dispersão, tolerância à sidratação, resposta à velocida secagem, longevida e sensibilida à queda temperatura Recalcitrantes predomina água dos tipos 3 ou 4; talvez por isso, têm menor tolerância ao resfriamento Geralmente, a tolerância é perdida quando é removida a água congelável, fazendo com que os mecanismos reparo se tornem inoperantes Sementes secas: G.U. < 10% (Walters, 2000) Para outros, E.H. com 75% U.R. ar, com 50% U.R, com 15 % U.R.,... LIMITES DE (Roberts, 1999): Ortodoxas equilíbrio com 10% U.R. Intermediárias equilíbrio com 40 a 50% U.R. Recalcitrantes equilíbrio com 90% U.R. (-1,5 a -2 MPa) SEMENTES INTERMEDIÁRIAS Classificação consirando apenas as ortodoxas e as recalcitrantes não se revelou completamente satisfatória (Ellis et al., 1990) Café conservação sob ampla variação do grau umida, suportando nível sidratação mais intenso que as recalcitrantes típicas, mas menos tolerante que as ortodoxas. Menor tolerância à ssecação: recalcitrantes e intermediárias 3

4 Grau umida crítico: limite até o qual os tecidos pom ser sidratados sem a ocorrência danos irreparáveis. Grau umida crítico (?): 25% a 70%, geralmente entre 20 e 35% (equilíbrio com 90% U.R do ar) Grau umida letal: perda completa da viabilida SÃO DOIS PARÂMETROS CONTESTADOS porque sofrem a influência vários fatores MECANISMOS DE Organização das membranas Fases divisão e expansão celular INTOLERANTE Presença e atuação dos sistemas antioxidantes Acúmulo moléculas substâncias protetoras Proteínas do tipo LEA (idrinas), proteínas choque térmico, oligossacaríos (rafinose, estaquiose) Taxa secagem INFLUÊNCIA DA TAXA (VELOCIDADE) DE SECAGEM INFLUÊNCIA DA TAXA (VELOCIDADE) DE SECAGEM xo embrionário (g/g) Teor água do eix 1,5 1,2 1,0 0,5 A secagem rápida xo embrionário (g/g) Teor água do eix 2,5 B 2,0 lenta 1,5 intermediária 1,0 0, Período secagem (horas) Período secagem (dias) INFLUÊNCIA DA TAXA (VELOCIDADE) DE SECAGEM Secagem Ekebergia capensis Extensão dos danos pen vários fatores, entre eles a temperatura e a velocida secagem Na secagem lenta, as sementes permanecem expostas durante maior período a níveis hidratação favoráveis à ocorrência reações letérias (água congelável). Germi inação (%) rápida intermediária lenta 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Teor água do eixo embrionário (g/g) 4

5 MECANISMOS DE 1,1 1,2 1,3 Flash drying : Permite apenas a secagem mais segura até graus umida mais baixos 2,1 2,2 2,3 Tolerância frutos-sementes sementes carvalho à ssecação Como as sementes recalcitrantes são relativamente grans, a secagem geralmente é lenta. Por esse motivo, tem sido realizada a secagem embriões excisados. 3,2 3,3 Primeiro número: índice separação entre cotilédones (CC); Segundo número: entre cotilédones e pericarpo (CP); 1: sem separação (até 1,5%); 2: morada (1,6 7,0%) ; 3: severa (> 7,0%). (Goodman et al., 2005) ASSOCIAÇÃO COM MICRORGANISMOS PROBLEMAS CAUSADOS POR FUNGOS - Espécies envolvidas: Aspergillus and Penicillium - Variações do teor água ASSOCIAÇÃO COM MICRORGANISMOS Teor Água (%) Germinação (%) ,3 58,5 61,4 60,6 60, ,4 52,1 53,8 53,7 53, ,9 46,5 46,5 46,8 47, ,9 43,2 44,7 42,6 46, ,6 39,6 39,8 39,2 39, ,4 33,1 34,3 32,3 39, ,0 28,7 29,1 31,9 30, Graus umida e germinação sementes Inga urufuensis submetidas a secagem e armazenadas em condições normais ambiente por diferentes períodos (Bilia et al., 1999) ( ) Período armazenamento (dias) 2. Desidratação parcial ARMAZENAMENTO 1. Sementes úmidas ou embebidas (grau umida elevado, mas insuficiente para permitir a germinação) Menor período conservação que para ortodoxas Teor água ainda relativamente elevado e uso embalagens resistentes a trocas vapor d água Exemplos potencial armazenamento: coco (16 meses), carvalho (20 meses), ingá (60 dias), seringueira (6 meses), cacau (8 a 10 semanas) Material / ambiente Período armazenamento (dias) Plástico / laboratório Plástico / 10 o C Papel multifoliado/ laboratório Papel multifoliado/ 10 o C Germinação (%) sementes seringueira armazenadas em dois tipos embalagem, em laboratório e em câmara fria a10 o C (Pereira, 1980). 5

6 ARMAZENAMENTO 3. Uso inibidores endógenos ( ABA ) 4. Criopreservação (N líquido a 196 o C) Consirar: tamanho das sementes, tolerância da espécie à ssecação, tipo tecido, rapiz da secagem estádio senvolvimento da semente 6

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