DESENVOLVIMENTO DAS SEMENTES

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1 DESENVOLVIMENTO DAS SEMENTES Profª. Marcela Carlota Nery Formação da Semente Fonte: Daniel de Granville DAG Fisiologia de Sementes 1

2 Formação da Semente Acúmulo de açúcares Acúmulo Aminoácidos Amidas Substâncias mais simples Sacarose Frutose Glicose Proteínas Amidos Lipídeos, etc Desenvolvimento da Semente Semente É o óvulo desenvolvido após a fecundação com estruturas complexas constituídas de reservas de nutrientes, um embrião, protegido pelo tegumento. -Morfogênese -Maturação da semente Embrião Reservas DAG Fisiologia de Sementes 2

3 Desenvolvimento da Semente Dicotiledôneas O cotilédone funciona como um órgão de reserva transitório, o embrião acumula amido, proteína e fosfato. Monocotiledôneas O embrião armazena uma pequena quantidade de lipídeos no escutelo. A reserva de carboidratos são polimerizadas no endosperma e as proteínas são armazenadas na camada de aleurona. Reguladores de Crescimento São substâncias produzidas naturalmente em pequenas quantidades pela própria planta e normalmente, atuam longe do seu local de origem Auxinas Giberelinas Citocininas Aba Fitatos DAG Fisiologia de Sementes 3

4 Objetivo Determinar a maturidade fisiológica, momento no qual a semente se desliga da planta-mãe, sem prejuízo a qualidade fisiológica. Determinação da melhor época de colheita. Diferenciação Morfogênese Maturação Germinação Pós-Germinação Matéria seca (Emb. e End.) Solidificação do endosperma Mobilização de Reservas Amaciamento do endosperma Tolerância a Dessecação Dessecação Dupl. DNA, div.cel. B-Tubulina, microtúbulos ABA Dormência Quiescência Conteúdo de GA3 Reparo DNA, Dupl. Dupl. DNA B-Tubulina, microtúbulos Protrusão DIAS APÓS A POLINIZAÇÃO HORAS APÓS A EMBEBIÇÃO DAG Fisiologia de Sementes 4

5 Características Bioquímicas NÍVEIS DE HIDRATAÇÃO S I N T E S E D E L E A P R O T E I N A S D I S F U N Ç Ã O D A M E M B R A N A GERMINÁVEL S E M E N T E S R E C A L C I T R A N T E P R O T E Ç Ã O D E M E M B R A N A S F O R M A Ç Ã O D E V ID R O I N Í C I O D O S P R O C E S S O S D E R E P A R O S H I D R Ó L I S E D E P R O T E I N A S D E R E S E R V A M E T A B O L I Z A Ç Ã O D E A Ç U C A R E S GERMINAÇÃO DIFERENCIAÇÃO E DESENVOLVIMENTO DO EIXO ACUMULO DE MATÉRIA SECA DESSECAÇÃO QUIESCÊNCIA EMBEBIÇÃO E REATIVAÇÃO DE MEMBRANAS E ENZIMAS REATIVAÇÃO DO METABOLISMO PROTUSÃO DA RADÍCULA E CRESCIMENTO Unidades de Conservação Criopreservação Conservação a longo prazo Espécies com sementes sensíveis à desidratação N 2 líquido 196 C vapor 150 C Desafio - impedir a formação de cristais de gelo. (Wetzel et al., 2003) DAG Fisiologia de Sementes 5

6 Características Físicas e Fisiológicas Tamanho das sementes Teor de água Conteúdo de massa seca Germinação Vigor Características Físicas e Fisiológicas Tamanho da semente Zigoto Semente madura Carvalho e Nakagawa, DAG Fisiologia de Sementes 6

7 Características Físicas e Fisiológicas Teor de água (%) Zigoto Semente madura Carvalho e Nakagawa, Características Físicas e Fisiológicas Teste de tetrazólio em sementes de soja Danos de umidade ESTRIAS DAG Fisiologia de Sementes 7

8 Características Físicas e Fisiológicas Massa seca (g) Zigoto Semente madura Carvalho e Nakagawa, Características Físicas e Fisiológicas Germinação (%) Zigoto Semente madura Carvalho e Nakagawa, DAG Fisiologia de Sementes 8

9 Características Físicas e Fisiológicas Características Físicas e Fisiológicas Vigor Zigoto Semente madura Carvalho e Nakagawa, DAG Fisiologia de Sementes 9

10 Características Físicas e Fisiológicas índices de Maturação (g. %) Teor de umidade Vigor Germinação Tamanho Matéria seca Relação fonte-dreno no desenvolvimento da semente Folhas Açúcares (sacarose) Sacarose glicose + frutose Embrião e Endosperma Outras partes da planta carboidratos + aa s Raiz nutrientes minerais DAG Fisiologia de Sementes 10

11 Germinação de sementes Profa. Marcela Carlota Nery Desenvolvimento de sementes Fonte: Marcos Filho, 2005 DAG Fisiologia de Sementes 11

12 Conceitos de Germinação Fim repouso fisiológico início germinação Fisiologistas Tecnologistas Agrônomos É a reativação do crescimento do embrião, resultando na ruptura da cobertura da semente e na emergência da plântula (Copeland & McDonald, 1995) Conjunto de processos fisiológicos no embrião que se inicia com a embebição e culminam na protrusão da radícula dos envoltórios da semente. fl hp rp rs A B C D E rp Representação esquemática das fases da germinação de sementes de Calophyllum brasiliense até o estádio de plântula. A emergência da raiz primária, B alongamento da raiz primária, C-D alongamento do hipocótilo e emissão das raízes secundárias, E folíolos expandidos. rp raiz primária, hp hipocótilo, fl folíolo, rs raiz secundária. UFLA, Lavras, MG, DAG Fisiologia de Sementes 12

13 Processo de Germinação Embebição Protrusão da radícula Processo bioquímico preparatório Processo de Germinação Processo dirigido pelo gradiente de potencial hídrico (Ψ) entre a semente e seu ambiente: Ψ = Ψ m + Ψ p + Ψ s Fase I: rápida entrada de água causa alteração na permeabilidade das membranas; Fase II: estabilização do conteúdo de água e ativação dos processos metabólicos; Fase III: início do crescimento do eixo embrionário e a retomada da absorção de água. DAG Fisiologia de Sementes 13

14 FASE III TEOR DE ÁGUA FASE I -Ψm FASE II - Ψo Ψp GERMINAÇAO VISÍVEL TOLERANTE INTOLERANTE TEMPO DAG Fisiologia de Sementes 14

15 Tipos de germinação Epígea cotilédones saem para fora do solo Ex.: feijão a) Fanerocotiledonar cotilédones libertam do envoltório b) Criptocotiledonar cotilédones+tegumento Hipógea cotilédones permanecem abaixo do solo Ex.: milho DAG Fisiologia de Sementes 15

16 Fanerocotiledonar Criptocotiledonar DAG Fisiologia de Sementes 16

17 MILHO Coleóptilo Primeiras folhas Hipocótilo Radícula Raiz Primária Raiz Seminal Germinação Hipógea DAG Fisiologia de Sementes 17

18 a) Fatores internos Fatores que afetam a germinação 1) Vitalidade e viabilidade Viabilidade: capacidade de uma semente em reter seu potencial germinativo; Vitalidade: se refere a organismo que tem vida. 2) Longevidade Tempo durante o qual a semente conserva a sua viabilidade. 3) Grau de maturidade 4) Dormência Não germinam quando colocadas em ambiente ideal. 5) Sanidade 6) Genótipo b) Fatores do ambiente Fatores que afetam a germinação 1) Água A semente deve atingir determinado conteúdo de água para germinar; As sementes respondem diferentemente à quantidade de água no substrato: Um excesso pode tanto promover como inibir a germinação; A entrada de água na semente depende de um gradiente de potencial hídrico entre o meio e a semente; A deficiência de água pode ou mesmo inibir totalmente a germinação. 2) Temperatura Atua na indução ou quebra de dormência quanto no crescimento embrionário; Quebra de dormência pela estratificação; Em algumas situações na germinabilidade e a velocidade de germinação apresentam temperaturas ótimas. DAG Fisiologia de Sementes 18

19 Fatores que afetam a germinação b) Fatores do ambiente 3) Oxigênio RESPIRAÇÃO DURANTE A EMBEBIÇÃO DAS SEMENTES CONSUMO DE O 2 Padrão de consumo de O 2 por sementes (exemplo hipotético). b) Fatores do ambiente 3) Oxigênio Fatores que afetam a germinação 4) Luz fotoblásticas (+), fotoblásticas ( ) e neutras Dormência Luz Vermelha FV 660 Germinação Vermelho distante FVE 730 DAG Fisiologia de Sementes 19

20 c) Fatores químicos Fatores que afetam a germinação Substâncias orgânicas: aleloquímicos e herbicidas ou pesticidas; Substâncias inorgânicas: íons como o nitrato. d) Fatores bióticos Cobertura vegetal viva; Fungos presente no solo; Animais revolvem o solo; Ingestão de sementes por animais; Formigas que transportam frutos e sementes. DAG Fisiologia de Sementes 20