ATRIBUTOS FISIOLÓGICOS Germinação Germinação Dormência Dormência Vigor Vigor.
ESTUDOS BÁSICOS E MAIS APROFUNDADOS, … PG 2011.pdf · AGRONOMIA TENTATIVA DE AMPLIAR ... Efeito...
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GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO DE SEMENTESDE SEMENTES
JULIO MARCOS FILHOJULIO MARCOS FILHOTECNOLOGIA DE SEMENTESTECNOLOGIA DE SEMENTES
DEPTO. PRODUÇÃO VEGETALDEPTO. PRODUÇÃO VEGETALUSP/ESALQUSP/ESALQ
ESTUDO DA GERMINAÇÃOESTUDO DA GERMINAÇÃO
FISIOLOGIA VEGETALFISIOLOGIA VEGETAL
ESTUDOS BÁSICOS E MAIS APROFUNDADOS, INDEPENESTUDOS BÁSICOS E MAIS APROFUNDADOS, INDEPEN--DENTES DA IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA ESPÉCIEDENTES DA IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DA ESPÉCIE
OBJETIVO PRINCIPALOBJETIVO PRINCIPAL: CONHECIMENTO DO PROCESSO: CONHECIMENTO DO PROCESSOOBJETIVO PRINCIPALOBJETIVO PRINCIPAL: CONHECIMENTO DO PROCESSO: CONHECIMENTO DO PROCESSO
AGRONOMIAAGRONOMIA
TENTATIVA DE AMPLIAR CONHECIMENTOS SOBRE TENTATIVA DE AMPLIAR CONHECIMENTOS SOBRE ESPÉCIES DE IMPORTÂNCIA ECONÔMICAESPÉCIES DE IMPORTÂNCIA ECONÔMICA
OBJETIVO PRINCIPAL É A OBTENÇÃO DE SUBSÍDIOS OBJETIVO PRINCIPAL É A OBTENÇÃO DE SUBSÍDIOS PARA USO CORRETO E RESOLUÇÃO DE PROBLEMASPARA USO CORRETO E RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
eca
do e
mbr
ião
DIVISÃO E EXPANSÃOCELULAR
(FASES I e II)
DEPOSIÇÃO DE RESERVAS(FASE III)
DESSECAÇÃO(FASE IV)
HISTODIFERENCIAÇÃOHISTODIFERENCIAÇÃO
Dure Dure III (1975)III (1975)
Dias após o início do florescimento
Mat
éria
se
ZIGOTOZIGOTOCRESCIMENTOCRESCIMENTO
DIFERENCIAÇÃODIFERENCIAÇÃO
EMBRIÃOEMBRIÃOMADUROMADURO
REPOUSO FISIOLÓGICOEMBRIÃOEMBRIÃO
QUIESCÊNCIAQUIESCÊNCIA
CRIPTOBIOSECRIPTOBIOSE
REPOUSO FISIOLÓGICOEMBRIÃOEMBRIÃOMADUROMADURO
DORMÊNCIADORMÊNCIA
GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO
REPOUSO FISIOLÓGICOREPOUSO FISIOLÓGICO
RepousoRepouso
Ambiente desfavorável à germinaçãoAmbiente desfavorável à germinação(temperatura(temperatura e água)e água)
Mecanismos de bloqueio do metabolismo, localizados em tecidos da plantap
“Sinal” do ambiente “Sinal” do ambiente para a plantapara a planta
Condições específicasCondições específicas
Ambiente não totalmente Ambiente não totalmente favorávelfavorável
BLOQUEIOBLOQUEIO
DORMÊNCIA = MECANISMO DE RESISTÊNCIADORMÊNCIA = MECANISMO DE RESISTÊNCIA
REPOUSO FISIOLÓGICOREPOUSO FISIOLÓGICO
É MECANISMO DE DEFESA CONTRA VARIAÇÕES É MECANISMO DE DEFESA CONTRA VARIAÇÕES DO AMBIENTE QUE DIFICULTAM OU IMPEDEM AS DO AMBIENTE QUE DIFICULTAM OU IMPEDEM AS
ATIVIDADES METABÓLICAS RUMO À GERMINAÇÃO ATIVIDADES METABÓLICAS RUMO À GERMINAÇÃO
AMBIENTE AMBIENTE FAVORÁVELFAVORÁVEL
RETOMADA DO RETOMADA DO CRESCIMENTO CRESCIMENTO EMBRIONÁRIOEMBRIONÁRIO
REATIVAÇÃO DOREATIVAÇÃO DO
METABOLISMOMETABOLISMO
2
REPOUSO FISIOLÓGICOREPOUSO FISIOLÓGICO
SINAL “INVERSO” DO AMBIENTESINAL “INVERSO” DO AMBIENTE HORMÔNIOSHORMÔNIOS
ATIVAÇÃO DA TRANSCRIÇÃOATIVAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO CESSA BLOQUEIOCESSA BLOQUEIO
METABOLISMO PARA A GERMINAÇÃOMETABOLISMO PARA A GERMINAÇÃO
Conteúdo de ABA aumenta durante a fase intermediária do período de desenvolvimento da semente
ção
(%)
ABAGerm.
Dias após a polinização
Ger
min
a
Henk Hilhorst
CONCEITUAÇÃOCONCEITUAÇÃO
DormênciaDormência éé umum fenômenofenômeno emem queque asas sementessementes nãonãogerminamgerminam quandoquando expostasexpostas aa condiçõescondições favoráveisfavoráveisdede ambienteambiente,, devidodevido àà atuaçãoatuação dede fatoresfatores internosinternos((DiversosDiversos autoresautores))
DormênciaDormência éé oo estadoestado dede repousorepouso fisiológicofisiológico emem quequeaa semente,semente, emem funçãofunção dede suasua estruturaestrutura ououcomposiçãocomposição química,química, possuipossui umum ouou maismaismecanismosmecanismos bloqueadoresbloqueadores dada germinaçãogerminação((VilliersVilliers,, 19721972))
CONCEITUAÇÃOCONCEITUAÇÃO
EgleyEgley (1995): Dormência consiste na incapacidade do(1995): Dormência consiste na incapacidade doembrião reassumir nível suficiente de crescimentoembrião reassumir nível suficiente de crescimento
para a protrusão da raiz primária, para a protrusão da raiz primária, mesmo quando osmesmo quando osfatores de inibição foram removidos e as condições defatores de inibição foram removidos e as condições deç çç ç
ambiente são favoráveis à germinaçãoambiente são favoráveis à germinação
??????????????????
BaskinBaskin ee BaskinBaskin ((20042004))::
DormênciaDormência:: fenômenofenômeno caracterizadocaracterizado pelapela incapacidadeincapacidadedada sementesemente germinar,germinar, durantedurante determinadodeterminado períodoperíodo dedetempo,tempo, sobsob combinaçõescombinações dede condiçõescondições ambientaisambientais queque
CONCEITUAÇÃOCONCEITUAÇÃO
tempo,tempo, sobsob combinaçõescombinações dede condiçõescondições ambientaisambientais quequeseriamseriam favoráveisfavoráveis àà germinaçãogerminação aa partirpartir dodo momentomomentoemem queque asas sementessementes superamsuperam aa dormênciadormência..
1. 1. ÁguaÁgua
Seca na maturação de sorgoSeca na maturação de sorgo Menor acúmulo de ABAMenor acúmulo de ABA
INDUÇÃO DA DORMÊNCIAINDUÇÃO DA DORMÊNCIA
Seca na maturação de aveiaSeca na maturação de aveiaMaior atividade Maior atividade de giberelinasde giberelinas
Seca na maturação de leguminosasSeca na maturação de leguminosas
3
40
60
80
1 00
DE FIC . HÍ D RI CA
es im
perm
eáve
is (%
)es
impe
rmeá
veis
(%)
Incidência de sementes com tegumentos impermeáveis a água, quando plantas Incidência de sementes com tegumentos impermeáveis a água, quando plantas de soja se desenvolveram em condições de deficiência hídrica ou com de soja se desenvolveram em condições de deficiência hídrica ou com suprimento adequado de água (suprimento adequado de água (Hill et al., 1986)Hill et al., 1986)
0 10 20 30 40 50 60 700
20
S UPRIMEN TO NORM AL
Sem
ente
Sem
ente
Embebição (horas)Embebição (horas)
2. 2. TemperaturaTemperatura: : baixa ou elevadabaixa ou elevada
Elevada na maturação: Elevada na maturação: dificuldade de acesso ao Odificuldade de acesso ao O22
INDUÇÃO DA DORMÊNCIAINDUÇÃO DA DORMÊNCIA
Membranas: “sensores” das variações da temperaturaMembranas: “sensores” das variações da temperatura
A síntese de inibidores ou a deficiente de promotores A síntese de inibidores ou a deficiente de promotores pode ser a causapode ser a causa
6 0
8 0
1 0 0
C E V A D A
A L F A C E
G E R M I
N A
INDUÇÃO DA DORMÊNCIAINDUÇÃO DA DORMÊNCIA
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0
2 0
4 0Ç Ã O
( % )
T E M P E R A T U R A
Efeito da temperatura sobre a manifestação da dormência em sementes de cevada e Efeito da temperatura sobre a manifestação da dormência em sementes de cevada e de alface. (BEWLEY & BLACK,1985)de alface. (BEWLEY & BLACK,1985)
Causa Causa anaerobiose parcialanaerobiose parcial
INDUÇÃO DA DORMÊNCIAINDUÇÃO DA DORMÊNCIA
3. 3. Fotoperíodo / luminosidadeFotoperíodo / luminosidade
Maturação sob vegetação densa: Maturação sob vegetação densa: ç g çç g ç
maior concentração de maior concentração de PPVV (forma inativa) (forma inativa)
ParâmetroParâmetro Tratamento “V”Tratamento “V” Tratamento “Tratamento “I.V.I.V.””
Massa seca (mg/semente)Massa seca (mg/semente) 0,750,75 0,790,79
GerminGermin. 20 . 20 ooCC –– rad. rad. V.V. 9999 100100
Germin. 20 Germin. 20 ooC C –– escuroescuro 100100 2929
Germin. 20 Germin. 20 ooC C –– rad. I.V.rad. I.V. 0606 0000
Teor de ABATeor de ABA 26,526,5 43,843,8
Parâmetros fisiológicos de sementes de alface ‘Tango’ produzidas Parâmetros fisiológicos de sementes de alface ‘Tango’ produzidas sob dois regimes de iluminação (sob dois regimes de iluminação (ContrerasContreras etet al., 2008)al., 2008)
30
40
50
60
70
80
90
100
Ge
rmin
atio
n (
%)
RR--treatmenttreatment
Qualidade da luz
0
10
20
30
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Temperature (ºC)
G
FRFR--treatmenttreatment
PorcentagensPorcentagens dede germinaçãogerminação sobsob diferentesdiferentes temperaturas,temperaturas, nono escuro,escuro, dede sementessementes dedealfacealface produzidasproduzidas sobsob aa influênciainfluência dede radiaçõesradiações vermelhasvermelhas (“(“RR--treatmenttreatment”” )) ee infrainfra--vermelhasvermelhas (“(“FRFR--treatmenttreatment”)”).. SamuelSamuel ContrerasContreras..
4
SIGNIFICADO DA DORMÊNCIASIGNIFICADO DA DORMÊNCIA
PLANTA / SEMENTEPLANTA / SEMENTE
Germinação apenas em ambiente favorávelGerminação apenas em ambiente favorável
Maior longevidade da sementeMaior longevidade da semente
Resistência a condições adversas de ambienteResistência a condições adversas de ambiente
Distribuição da germinação no tempoDistribuição da germinação no tempo
Recursos de alta eficácia para a preservação da espécieRecursos de alta eficácia para a preservação da espécie
AGRICULTURAAGRICULTURA
Conservação da semente durante longo períodoConservação da semente durante longo período
SIGNIFICADO DA DORMÊNCIASIGNIFICADO DA DORMÊNCIA
Impede a viviparidadeImpede a viviparidade
Resistência ao ambiente em campo e no armazémResistência ao ambiente em campo e no armazém
Viviparidade em sementes de milho e de trigo Viviparidade em sementes de milho e de trigo Holdsworth et al. (1999)
SIGNIFICADO DA DORMÊNCIASIGNIFICADO DA DORMÊNCIA
AGRICULTURAAGRICULTURA
Redução da emergência de plântulas em campoRedução da emergência de plântulas em campo
Germinação distribuída no tempo Germinação distribuída no tempo desuniformidadedesuniformidade
SIGNIFICADO DA DORMÊNCIASIGNIFICADO DA DORMÊNCIA
AGRICULTURAAGRICULTURA
Longevidade de sementes de plantas silvestresLongevidade de sementes de plantas silvestres
Necessidade de tratamentoNecessidade de tratamento
Problemas no melhoramento genéticoProblemas no melhoramento genético
Plantas voluntárias ou espontâneasPlantas voluntárias ou espontâneas
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TIPOS DE DORMÊNCIATIPOS DE DORMÊNCIA
1. PRIMÁRIA1. PRIMÁRIA
Característica da espécie ou cultivarCaracterística da espécie ou cultivar
OcorreOcorre sistematicamentesistematicamente comcom intensidadeintensidade variávelvariávelOcorreOcorre sistematicamente,sistematicamente, comcom intensidadeintensidade variável,variável,masmas nãonão dependentedependente dada regiãoregião ee anoano
ProgramadaProgramada geneticamente,geneticamente, sese instalainstala durantedurante aamaturaçãomaturação
2. SECUNDÁRIA2. SECUNDÁRIA
TIPOS DE DORMÊNCIATIPOS DE DORMÊNCIA
OcorreOcorre esporadicamente,esporadicamente, póspós--maturidadematuridade,, emem respostarespostaaoao ambienteambiente
Sementes que não eram dormentesSementes que não eram dormentesSementes que haviam superado a dormênciaSementes que haviam superado a dormênciaq pq p
EmEm recesso,recesso, oo aparatoaparato parapara desencadeardesencadear aa manifesmanifes--taçãotação dodo mecanismomecanismo queque determinadetermina aa dormênciadormência
Secagem de sementes de sorgoSecagem de sementes de sorgoSecagem de sementes de arrozSecagem de sementes de arroz
AlfaceAlface x x termodormênciatermodormência ou ou termoinibiçãotermoinibição
DormênciaDormênciaPrimáriaPrimária
DormênciaDormênciaSuperadaSuperada GerminaçãoGerminação
Ciclos de Dormência
DormênciaDormênciaSecundáriaSecundária
Representação esquemática das transições entre dormência e germinação Representação esquemática das transições entre dormência e germinação (ciclos de dormência na mesma semente) (ciclos de dormência na mesma semente) HilhorstHilhorst, 1998, 1998
CAUSAS DA DORMÊNCIACAUSAS DA DORMÊNCIA
CLÁSSICASCLÁSSICAS
-- IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUAIMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUA
-- IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” A TROCASIMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” A TROCASGASOSAS COM O AMBIENTEGASOSAS COM O AMBIENTEGASOSAS COM O AMBIENTEGASOSAS COM O AMBIENTE
-- RESISTÊNCIA MECÂNICA DA “COBERTURA” RESISTÊNCIA MECÂNICA DA “COBERTURA”
-- EMBRIÃO IMATURO OU IMATURIDADE FISIOLÓGICAEMBRIÃO IMATURO OU IMATURIDADE FISIOLÓGICA
-- SUBSTÂNCIAS INIBIDORASSUBSTÂNCIAS INIBIDORAS
-- COMBINAÇÃO DE CAUSASCOMBINAÇÃO DE CAUSAS
AMEN (1968)AMEN (1968)
-- IMPERMEABILIDADE IMPERMEABILIDADE DA “DA “COBERTURACOBERTURA” À ” À ÁGUAÁGUA
CAUSAS DA DORMÊNCIACAUSAS DA DORMÊNCIA
-- EQUILÍBRIO EQUILÍBRIO ENTRE PROMOTORES E INIBIDORESENTRE PROMOTORES E INIBIDORES
IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUAIMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUA
Exemplos: soja perene, alfafa, Exemplos: soja perene, alfafa, calopogôniocalopogônio, trevos, , trevos, leucenaleucena, , centrosemacentrosema, , mucunamucuna preta, quiabo, flamboyant, preta, quiabo, flamboyant, corda de corda de viola, viola, cuscutacuscuta
CausasCausas
) P id d d t t) P id d d t t
SEMENTES DURASSEMENTES DURAS
ê i b i d id dê i b i d id da) Porosidade do tegumento:a) Porosidade do tegumento:
Monalisa
PorosPoroscutículacutícula
parênquimaparênquima
epidermeepidermehipodermehipoderme
ausência ou baixa densidadeausência ou baixa densidade
6
IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUAIMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” À ÁGUA
CausasCausas
c) Fechamento da fenda c) Fechamento da fenda hilarhilar
b) Suberina e/ou lignina na superfície do tegumentob) Suberina e/ou lignina na superfície do tegumento((cutícula e epidermecutícula e epiderme))
d) Deposição de restos do endocarpo d) Deposição de restos do endocarpo material material cerosoceroso
e) Deposição de lipídios na base da camada paliçádicae) Deposição de lipídios na base da camada paliçádica(epiderme)(epiderme)
TestemunhaTratada
Espécie: Acacia cavenTratamento: ácido sulfúrico (90 min)
5 dias após s semeaduraSamuel Contreras
TAMANHO DA SEMENTETAMANHO DA SEMENTE GERMINAÇÃO (%)GERMINAÇÃO (%)
Pequena (0,76Pequena (0,76--1,0 cm1,0 cm33)) 5757
Média/Pequena(1,01Média/Pequena(1,01--1,25)1,25) 6262
é /G (1 26é /G (1 26 1 )1 ) 66Média/Grande (1,26Média/Grande (1,26--1,5)1,5) 6767
Grande (1,51Grande (1,51-- 1,75 cm1,75 cm33)) 7878
Influência do tamanho da semente e sobre a intensidade Influência do tamanho da semente e sobre a intensidade de dormência em de dormência em mucunamucuna preta (preta (NimerNimer etet al., 1983)al., 1983)
RESISTÊNCIA MECÂNICA DA “COBERTURA”RESISTÊNCIA MECÂNICA DA “COBERTURA”
Há absorção de água e entrada de OHá absorção de água e entrada de O22, mas a , mas a expansão do embrião é limitada pela resistência expansão do embrião é limitada pela resistência
da “cobertura”da “cobertura”
Exemplos: Exemplos: pêssego, manga, castanha do Brasil,pêssego, manga, castanha do Brasil,Paspalum alface (Paspalum alface (endospermaendosperma))Paspalum, alface (Paspalum, alface (endospermaendosperma))
Causa rara e menos aceitaCausa rara e menos aceita
Resistência mecânica ou resistência à saída de inibidores?Resistência mecânica ou resistência à saída de inibidores?
Enfraquecimento de paredes celulares: endoEnfraquecimento de paredes celulares: endo--ββ--mananasemananase
AspectosAspectos dodo crescimentocrescimento dodo eixoeixo embrionárioembrionário ((EeEe)) nonointeriorinterior dodo endospermaendosperma ((EnEn),), semsem queque ocorraocorra protrusãoprotrusãodada raizraiz primária,primária, emem sementessementes semsem pericarpopericarpo..(Nascimento,(Nascimento, 20022002))
IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” IMPERMEABILIDADE DA “COBERTURA” A TROCAS GASOSASA TROCAS GASOSAS
Exemplos:Exemplos: alface (alface (endospermaendosperma)), abóbora, arroz, aveia, , abóbora, arroz, aveia, beterraba, cevada, maçã, trigo, beterraba, cevada, maçã, trigo, XanthiumXanthium, gramíneas , gramíneas forrageirasforrageiras
RESISTÊNCIA À ENTRADA DE ORESISTÊNCIA À ENTRADA DE O22 OU SAÍDA DE COOU SAÍDA DE CO22
-- Estrutura e/ou composição química da “cobertura”:Estrutura e/ou composição química da “cobertura”:barreira física ?barreira física ?
-- Presença de inibidoresPresença de inibidores-- Beterraba (parede do ovário), arroz, cevada e Beterraba (parede do ovário), arroz, cevada e forrageiras (glumelas), alface (membrana endosperma)forrageiras (glumelas), alface (membrana endosperma)
-- Retenção de inibidores (Retenção de inibidores (glumelasglumelas))-- Mucilagem: Mucilagem: semente ou frutosemente ou fruto
22 22
7
Épocas Épocas (meses)(meses)
Câmara Fria e Câmara Fria e SecaSeca
Armazém Armazém Convencional Convencional
11
Armazém Armazém Convencional Convencional
22
00 13,313,3 13,313,3 13,313,3
33 13,513,5 12,512,5 10,110,1
66 10 210 2 10 010 0 7 77 766 10,210,2 10,010,0 7,77,7
99 5,05,0 8,68,6 5,85,8
1212 7,87,8 9,89,8 6,86,8
ValoresValores dada atividadeatividade dada polifenoloxidasepolifenoloxidase (unidades/(unidades/minmin/g)/g) emem extratosextratos dedesementessementes dede arroz,arroz, quantificadasquantificadas durantedurante oo armazenamentoarmazenamento emem diferentesdiferenteslocaislocais emem ambientesambientes (Vieira(Vieira etet alal,, 20082008))
IMATURIDADE DO EMBRIÃOIMATURIDADE DO EMBRIÃO
ExemplosExemplos:: alfacealface ((endospermaendosperma)),, abóbora,abóbora, arroz,arroz, aveia,aveia,cenoura,cenoura, beterraba,beterraba, cevada,cevada, maçã,maçã, trigo,trigo, XanthiumXanthium,, gramíneasgramíneasforrageirasforrageiras ((PanicumPanicum,, BrachiariaBrachiaria,,PaspalumPaspalum),), pêssego,pêssego, manga,manga,castanhacastanha dodo BrasilBrasil
Possíveis causasPossíveis causasPossíveis causasPossíveis causas
Desuniformidade de maturaçãoDesuniformidade de maturação
Exigências específicas de ambienteExigências específicas de ambiente
Equilíbrio promotores x inibidoresEquilíbrio promotores x inibidores
Efeitos do ambiente sobre as membranasEfeitos do ambiente sobre as membranas (Gel)(Gel)
EQUILÍBRIO EQUILÍBRIO ENTRE PROMOTORES E INIBIDORESENTRE PROMOTORES E INIBIDORES
Ação de InibidoresExemplosExemplos:: alfacealface ((endospermaendosperma),), abóbora,abóbora, arroz,arroz, aveia,aveia, beterraba,beterraba,
cevada,cevada, maçã,maçã, trigo,trigo, XanthiumXanthium,, gramíneasgramíneas forrageiras,forrageiras,pêssego,pêssego, manga,manga, castanhacastanha dodo Brasil,Brasil, citros,citros, pêra,pêra,tomate,tomate, uva,uva, girassol,girassol, algodão,algodão, amendoimamendoim
EFEITOS SOBRE HEFEITOS SOBRE H
INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLEICOS E DE PROTEÍNAS INIBIÇÃO DA SÍNTESE DE ÁCIDOS NUCLEICOS E DE PROTEÍNAS
EFEITOS SOBRE o pHEFEITOS SOBRE o pH
ALTERAÇÃO DA ATIVIDADE DE ENZIMAS RESPIRATÓRIASALTERAÇÃO DA ATIVIDADE DE ENZIMAS RESPIRATÓRIAS
EFEITOS NA PERMEABILIDADE DAS MEMBRANASEFEITOS NA PERMEABILIDADE DAS MEMBRANAS
INTERFERÊNCIA NA ATIVIDADE DE PROMOTORES INTERFERÊNCIA NA ATIVIDADE DE PROMOTORES DA GERMINAÇÃODA GERMINAÇÃO
INIBIÇÃO DA DIVISÃO E/OU EXPANSÃO CELULARINIBIÇÃO DA DIVISÃO E/OU EXPANSÃO CELULAR
40
60
Ger
min
ação
(%
)
604020
20
Período a 20oC (dias)
VariaçõesVariações nana germinaçãogerminação dede sementessementes dede maçã,maçã, associadasassociadas àà remoçãoremoção progressivaprogressivadodo tecidotecido cotiledonarcotiledonar (Bewley(Bewley && Black,Black, 19851985))..
G IC
I
C
Germinação
Modelo de dormência e germinação, com funções seletivas de hormôniosModelo de dormência e germinação, com funções seletivas de hormônios(Khan, 1980)(Khan, 1980)
G
G
G
C
C I
I
G
Dormência
Fisiologicamente não efetivoFisiologicamente não efetivo Fisiologicamente efetivoFisiologicamente efetivo
G
G
G
C
C
C
C
I
I
I
I
CultivarCultivarArmazenamento (meses)Armazenamento (meses)
22 88 1212
11 0000 4646 8989
22 0202 4545 929222 0202 4545 9292
33 9595 9494 9696
GerminaçãoGerminação dede sementessementes dede berinjelaberinjela armazenadasarmazenadas sobsob condiçõescondiçõesnormaisnormais dede ambienteambiente.. ((YogeeshaYogeesha etet alal..))
8
Níveis de ABA (Níveis de ABA (ngng/g peso úmido) em sementes de berinjela armazenadas durante /g peso úmido) em sementes de berinjela armazenadas durante diferentes períodos em condições normais de ambiente (diferentes períodos em condições normais de ambiente (YogeeshaYogeesha etet al., 2006)al., 2006)
TratamentoTratamento ProcedimentoProcedimento Causa (s) Causa (s) Superada(s)Superada(s)
ArmazenamentoArmazenamento Condições normaisCondições normais TodasTodas
Escarificação mecânicaEscarificação mecânica Uso de material abrasivoUso de material abrasivo ITA, ITGITA, ITG
LuzLuz Germinadores ou semeadura superficialGerminadores ou semeadura superficial ITG, IF, SPIITG, IF, SPI
Baixas temperaturasBaixas temperaturas 5 a 105 a 10ooC, em ambiente úmidoC, em ambiente úmido ITG, IF, SPIITG, IF, SPI
Água quenteÁgua quente Imersão em água, a 60Imersão em água, a 60ooC (1 a 2 minutos)C (1 a 2 minutos) ITAITA
Nitrato de potássioNitrato de potássioEm laboratório, a 0,2% (umedecer Em laboratório, a 0,2% (umedecer substrato)substrato)
ITG, IFITG, IF))
Lavagem em água correnteLavagem em água corrente Durante 10 minutosDurante 10 minutos IF, SPIIF, SPI
Ácido sulfúrico conc.Ácido sulfúrico conc. Em laboratório, 5 a 10 minutosEm laboratório, 5 a 10 minutos ITA, ITG, SPIITA, ITG, SPI
Temperatura elevadaTemperatura elevada Secagem a 40Secagem a 40ooCC ITG, IF, SPIITG, IF, SPI
Éter, álcool, acetonaÉter, álcool, acetona Imersão durante 30 minutosImersão durante 30 minutos ITAITA
ITA: impermeabilidade do tegumento à água
ITG: impermeabilidade do tegumento a gases
SPI: balanço entre promotores e inibidores
IF: imaturidade fisiológica do embrião
Grau deUmidade (%)
3 MESES 12 MESES
Não esc. Escarificada Não esc. Escarificada
8,1 91 90 95 91
8,9 93 87 82 75
11,0 92 63 79 37
13,0 87 43 75 32
Efeitos da escarificação mecânica sobre a germinação de sementes delespedeza, armazenadas com diferentes graus de umidade(Ward, citado por Carvalho e Nakagawa, 1980)
GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO
GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO
RETOMADA DO DESENVOLVIMENTO DO EMBRIÃO, RETOMADA DO DESENVOLVIMENTO DO EMBRIÃO, ORIGINANDO UMA PLÂNTULAORIGINANDO UMA PLÂNTULA
COMPREENDE UMA COMPREENDE UMA SEQUÊNCIA SEQUÊNCIA ORDENADA DE ATIVIDADESORDENADA DE ATIVIDADESMETABÓLICAS INICIADAS METABÓLICAS INICIADAS COM A COM A EMBEBIÇÃOEMBEBIÇÃOMETABÓLICAS INICIADAS METABÓLICAS INICIADAS COM A COM A EMBEBIÇÃOEMBEBIÇÃO
ENCERRAMENTO DO PROCESSO:ENCERRAMENTO DO PROCESSO:
BOTÂNICABOTÂNICA PROTRUSÃO DA RAIZ PRIMÁRIAPROTRUSÃO DA RAIZ PRIMÁRIA
TECNOLOGIA DE SEMENTESTECNOLOGIA DE SEMENTES PLÂNTULA NORMALPLÂNTULA NORMAL
Germinação e início do desenvolvimento da plântula TomateTomate
germinação sensu stricto
crescimento inicial da plântulacrescimento inicial da plântula
Embebição (h)3636 4848 6060 7272
NGNG G
Henk Hilhorst
9
CONCEITOS DE GERMINAÇÃOCONCEITOS DE GERMINAÇÃO
Germinação pode ser encarada como uma sucessão de etapas queGerminação pode ser encarada como uma sucessão de etapas quedetermina, em uma semente quiescente e com baixo teor de água, determina, em uma semente quiescente e com baixo teor de água, a retomada das atividades metabólicas e o início da formação dea retomada das atividades metabólicas e o início da formação deuma plântula, a partir do embrião (Mayer & Poljakoffuma plântula, a partir do embrião (Mayer & Poljakoff--Mayber, 1975) Mayber, 1975)
GerminaçãoGerminação compreendecompreende umauma seqüênciaseqüência ordenadaordenada dede eventoseventosmetabólicosmetabólicos queque resultaresulta nono reinícioreinício dodo desenvolvimentodesenvolvimento dodoembrião,embrião, originandooriginando umauma plântulaplântula (Marcos(Marcos Filho,Filho, 19861986))
Germinação de uma semente é a retomada de crescimento do Germinação de uma semente é a retomada de crescimento do embrião, que resulta na ruptura da cobertura da semente e na embrião, que resulta na ruptura da cobertura da semente e na emergência da plântula (Copeland & Mc Donald, 1995) emergência da plântula (Copeland & Mc Donald, 1995)
or d
e Á
gua
(%)
or d
e Á
gua
(%)
IIIIII
IIIIII
Teo
Teo
Período de EmbebiçãoPeríodo de Embebição
PADRÃO TRIFÁSICO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS SEMENTES DURANTE A GERMINAÇÃO (Bewley & Black, 1978)
O PROCESSO DE GERMINAÇÃOO PROCESSO DE GERMINAÇÃO
A) FASE I: EMBEBIÇÃOA) FASE I: EMBEBIÇÃO REATIVAÇÃO DO METABOLISMOREATIVAÇÃO DO METABOLISMO
B) FASE IIB) FASE II PROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTOPROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTO
Entrada de águaEntrada de águaInício RespiraçãoInício RespiraçãoInício Digestão das ReservasInício Digestão das Reservas
B) FASE II:B) FASE II: PROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTOPROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTO
C) FASE III: CRESCIMENTOC) FASE III: CRESCIMENTO
DigestãoDigestãoRespiraçãoRespiraçãoTranslocaçãoTranslocaçãoAssimilaçãoAssimilação
Formação da plântulaFormação da plântula
Padrão de captação de água
PadrãoPadrão trifásico de embebição
repousorepousocrescim.crescim.
Germinação completada
Henk Hilhorst
- 0,05 MPa
Potencial de Água: Potencial de Água: ψψm + m + ψπψπ + + ψψpp
À medida que o material se hidrata, as moléculas de água passamÀ medida que o material se hidrata, as moléculas de água passama ocupar posições mais distantes da matriz (a ocupar posições mais distantes da matriz (força de retenção diminuiforça de retenção diminui))
Transferência de água ocorreTransferência de água ocorre
- 50 MPa
- 0,1 MPa
Transferência de água ocorreTransferência de água ocorreatravés de gradiente de energia,através de gradiente de energia,com movimentação da região decom movimentação da região demaior para a de menor potencial,maior para a de menor potencial,até que seja alcançado o equilíbrio.até que seja alcançado o equilíbrio.A partir daí, entra em ação a A partir daí, entra em ação a condutividade hidráulicacondutividade hidráulica
-150 MPa
O PROCESSO DE GERMINAÇÃOO PROCESSO DE GERMINAÇÃO
A) FASE IA) FASE I: EMBEBIÇÃOEMBEBIÇÃO REATIVAÇÃO DO METABOLISMOREATIVAÇÃO DO METABOLISMO
-- RÁPIDA CAPTAÇÃO DE ÁGUA :RÁPIDA CAPTAÇÃO DE ÁGUA : GRADIENTE DE POTENCIALGRADIENTE DE POTENCIAL
-- DURAÇÃO: 8 A 16 HORASDURAÇÃO: 8 A 16 HORAS
-- GRAUS DE UMIDADE GRAUS DE UMIDADE ((mínimosmínimos))
COTILEDONARES: COTILEDONARES: ++ 50% DE ÁGUA50% DE ÁGUA
ENDOSPERMÁTICAS: 30 A 35% DE ÁGUAENDOSPERMÁTICAS: 30 A 35% DE ÁGUA
-- REINÍCIO DO METABOLISMO: atividade respiratória, síntese eREINÍCIO DO METABOLISMO: atividade respiratória, síntese eatividade de enzimas, início da digestão das reservasatividade de enzimas, início da digestão das reservas
10
-- Embebição ocorre gradativamente, com o umedecimento inicial dosEmbebição ocorre gradativamente, com o umedecimento inicial dostecidos mais próximos à superfícietecidos mais próximos à superfície
É estabelecida uma “frente de hidratação”, à medida que a água É estabelecida uma “frente de hidratação”, à medida que a água caminha para o interior da sementecaminha para o interior da semente
O PROCESSO DE EMBEBIÇÃOO PROCESSO DE EMBEBIÇÃO
IdentificaIdentifica se fronteira nítida deslocandose fronteira nítida deslocando se para as partes maisse para as partes mais-- IdentificaIdentifica--se fronteira nítida, deslocandose fronteira nítida, deslocando--se para as partes maisse para as partes maissecas e osecas e o aumento contínuo da quantidade de água nas partesaumento contínuo da quantidade de água nas partesumedecidasumedecidas
O umedecimento não é uniforme e sofre influência da região daO umedecimento não é uniforme e sofre influência da região dasemente em que há penetração de maior quantidade de água esemente em que há penetração de maior quantidade de água edas características e funções dos tecidos internosdas características e funções dos tecidos internos
Embebição geralmente se inicia na extremidade oposta ao hilo, onde o tegumento é menos espesso (McDonald)
0 h 6 h 12 h
McDonald, et al.
A água se move rapidamente atravésda radícula devido à menor resistênciaoferecida pelos tecidos da região dacomada negra
6 h0 h
McDonald, et al.
24 h 48 h
A água se move lentamente quando penetra pela superfíciedo pericarpo (resistência do amido)
20
60
40
80
80
Teo
r d
e ág
ua
(%)
(%
)
eixoembrionário
cotilédones
tegumento
A
Bembrião
20
60
40
126 4824 9672
Teo
r d
e ág
ua
Embebição (h)
embrião
endosperma
pericarpo
CAPTAÇÃO DE ÁGUA POR DIFERENTES PARTES DE SEMENTES CAPTAÇÃO DE ÁGUA POR DIFERENTES PARTES DE SEMENTES de de soja (A) e de aveia (B) durante a germinação (Burch e Delouche, 1959)soja (A) e de aveia (B) durante a germinação (Burch e Delouche, 1959)
20
30
40
50
60
70 SOJA
ALGODÃO
AVEIA
MAMONA
6 12 24 48 72
10
EMBEBIÇÃO (horas)
Velocidade de absorção de água por diferentes espéciesVelocidade de absorção de água por diferentes espécies(BURCH & (BURCH & DELOUCHE)DELOUCHE)
11
B) FASE II:B) FASE II: PROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTOPROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTO
O PROCESSO DE GERMINAÇÃOO PROCESSO DE GERMINAÇÃO
-- Drástica redução da velocidade de embebição e respiraçãoDrástica redução da velocidade de embebição e respiração
-- Digestão reservasDigestão reservas substâncias solúveis e difusíveissubstâncias solúveis e difusíveis
DIGESTÃO DAS RESERVASDIGESTÃO DAS RESERVAS
-- Amido e lipídiosAmido e lipídios AçúcaresAçúcares
EnergiaEnergia
Paredes Paredes celulares ecelulares e
protoplasmaprotoplasma
amilases
lipases
-- ProteínasProteínas AminoácidosAminoácidos
Pontos dePontos decrescimentocrescimento
CadeiaCadeiarespiratóriarespiratória
proteases
epicótilo
escutelo RNA
α amilase
amidoaçúcar
pericarpo
endosperma
radícula
epicótilo
Gib
DNA
camada dealeurona
ÁGUA
B) FASE II:B) FASE II: PROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTOPROCESSO BIOQUÍMICO PREPARATÓRIO OU INDUÇÃO DO CRESCIMENTO
O PROCESSO DE GERMINAÇÃOO PROCESSO DE GERMINAÇÃO
-- Drástica redução da velocidade de embebição e respiraçãoDrástica redução da velocidade de embebição e respiração
-- Digestão, translocação, assimilação de reservasDigestão, translocação, assimilação de reservas
Digestão reservas Digestão reservas substâncias solúveis e difusíveissubstâncias solúveis e difusíveis-- Digestão reservas Digestão reservas substâncias solúveis e difusíveissubstâncias solúveis e difusíveis
-- TranslocaçãoTranslocação para pontos de crescimento do embriãopara pontos de crescimento do embrião
-- AssimilaçãoAssimilação: formação de novos tecidos: formação de novos tecidos
SEMENTES DORMENTES NÃO ULTRAPASSAM A FASE IISEMENTES DORMENTES NÃO ULTRAPASSAM A FASE II
20
30
xo e
mb
rio
nár
io (
mg
)
coti
léd
on
es (
mg
)
cotilédoneshipocótilo
50
100
1 5432
10
Mas
sa d
o e
ix
Mas
sa d
os
c
Dias após a semeadura
epicótilo
radícula
folhasprimárias
RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
CC66HH1212OO66 COCO22 + H+ H22OO
AA moléculamolécula dede glucoseglucose éé “desmontada”“desmontada” parapara originaroriginarsubstânciassubstâncias maismais simplessimples;; istoisto ocorreocorre emem fasesfases distintasdistintas::
Glicólise: transformação de glicose em ácidoGlicólise: transformação de glicose em ácidopirúvico
Ciclo de Krebs: transformação de ácido pirúvico emácido cítrico, nos mitocôndrios
Cadeia Respiratória: síntese de ATP
12
RESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
CC66HH1212OO66 COCO22 + H+ H22OO
AA moléculamolécula dede glucoseglucose éé “desmontada”“desmontada” parapara originaroriginarsubstânciassubstâncias maismais simplessimples;; istoisto ocorreocorre emem fasesfases distintasdistintas::
Glicólise, Ciclo de Krebs, Cadeia RespiratóriaGlicólise, Ciclo de Krebs, Cadeia Respiratória
Há liberação de energia sob formas que podem ser acopladasHá liberação de energia sob formas que podem ser acopladasao metabolismo das células vivas.ao metabolismo das células vivas. Parte é liberada comoParte é liberada comocalor e outra parte é armazenada, depois de transformadacalor e outra parte é armazenada, depois de transformadaem energia química, principalmente sob a forma de ATP.em energia química, principalmente sob a forma de ATP.
ATP ATP ENERGIA PARA REPARO, MOBILIZAÇÃO, SÍNTESEENERGIA PARA REPARO, MOBILIZAÇÃO, SÍNTESE
Mitocôndrios Mitocôndrios centros respiratórios da célulacentros respiratórios da célulaRESPIRAÇÃORESPIRAÇÃO
RESERVAS
HIDRATAÇÃO
ATIVIDADE ENZIMÁTICA
DIGESTÃO
TRANSLOCAÇÃOASSIMILAÇÃO
SÍNTESE
RESPIRAÇÃO
ENERGIA
COMPOSTOS INTERMEDIÁRIOSSÍNTESE DE DNA
OUTROS COMPOSTOS
RELAÇÕES METABOLISMO / ENERGIARELAÇÕES METABOLISMO / ENERGIA
O PROCESSO DE O PROCESSO DE GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO
C) FASE III: CRESCIMENTOC) FASE III: CRESCIMENTO
-- Divisão e/ou expansão celularDivisão e/ou expansão celular
-- Protrusão da raiz primária (ruptura do tegumento)Protrusão da raiz primária (ruptura do tegumento)
-- Novo impulso à embebição e atividade respiratória:Novo impulso à embebição e atividade respiratória:sementes atingem > 65% de águasementes atingem > 65% de água
O PROCESSO DE O PROCESSO DE GERMINAÇÃOGERMINAÇÃO
C) FASE III: CRESCIMENTOC) FASE III: CRESCIMENTO
-- Formação de plântulaFormação de plântula
EpígeaEpígea:: mamona,mamona, cebola,cebola, feijão,feijão, pepino,pepino,abóbora,abóbora, amendoim,amendoim, soja,soja, alface,alface,café,café, algodãoalgodãocafé,café, algodãoalgodão
HipógeaHipógea: trigo, milho, cevada, arroz: trigo, milho, cevada, arroz, fava , fava seringueira, ervilha, seringueira, ervilha,
coleoptilo
folhas primárias
FASES DA GERMINAÇÃO DO MILHOFASES DA GERMINAÇÃO DO MILHO
endosperma
raiz primária
r. seminais
2424--48 h48 h 2 2 -- 4 dias4 dias 5 5 –– 6 dias6 dias
7 – 8 dias
13
hipocótilo
folhas primárias
cotilédones
epicótilo
FASES DA GERMINAÇÃO FASES DA GERMINAÇÃO DA SOJADA SOJA
raiz primária tegumento
hipocótilo
24 h24 h 1 1 -- 2 d2 d 3 d3 d 6 d6 d 8 d8 d
Germinação Germinação PósPós--GerminaçãoGerminação
Fase I Fase II Fase IIIMobilização das reservas
Alongamento células da raizDivisão celular esíntese de DNA
Síntese protéica usando novos mRNAsSíntese protéica so
rção
de
águ
a
AtivaçãoAtivação enzimasenzimasDigestãoTranslocaçãoAssimilaçãoInício respiração e
Síntese proteínas
Síntese protéica usando mRNA existentesA
bs
Tempo
Perda de solutosPerda de solutosSíntese mitocôndria
Reparo mitocôndria
EVENTOS DURANTE A GERMINAÇÃO DE SEMENTES (BEWLEY, 1997)
DENISE (UFV)DENISE (UFV)
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
INTRÍNSECOSINTRÍNSECOS
Vitalidade x ViabilidadeVitalidade x ViabilidadeSituação da semente dormenteSituação da semente dormente
DormênciaDormência
SanidadeSanidade
Grau de maturidadeGrau de maturidade
50
60
70
80
90
1 00
GERMI
NA in
ação
(%)
inaç
ão (%
)
20 41 4 8 5 5 6 2 69 7 6 8 40
10
20
30
40ÇÃO
(% )
Dias após o início da frutificaçãoDias após o início da frutificação
Ger
mG
erm
Alterações na germinação de sementes de soja ‘Bragg’ duranteAlterações na germinação de sementes de soja ‘Bragg’ durantea maturação (MARCOS a maturação (MARCOS FILHO)FILHO)
30
40
50
60
70
80
90
100
G e r
m i n a G
erm
inaç
ão (%
)G
erm
inaç
ão (%
)
GenótipoGenótipo
6 12 18 24 30
10
20
30
W F9 W F9 x H-55 H-55
ç ã o
(%)
Período de armazenamento (semanas)Período de armazenamento (semanas)H H -- 5555
Longevidade de sementes de duas linhagens de milho e de seu híbrido, quandoarmazenadas a 30 oC e 75% de umidade relativa (CHANG)
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
Água
Amolecer o tegumento (cobertura)Amolecer o tegumento (cobertura)
Aumento volume embrião e endospermaAumento volume embrião e endosperma
Favorecer Favorecer digestão, mobilização, assimilação de reservasdigestão, mobilização, assimilação de reservas
Crescimento da plântulaCrescimento da plântula
Síntese de enzimasSíntese de enzimas
RespiraçãoRespiração
Permeabilidade do tegumento (cobertura) a trocas gasosasPermeabilidade do tegumento (cobertura) a trocas gasosas
Estrutura das Estrutura das membranasmembranas
14
ÉdilaÉdila (UFLA)(UFLA)
Em ambiente úmido os fosfolipídios se arranjam em camada dupla, na qual as“caudas hidrofóbicas” ficam orientadas para o centro e os grupos polareshidrofílicos se orientam para o exterior
Cristalino líquido Hexagonal
LIBERAÇÃO EXSUDADOS DURANTE A EMBEBIÇÃOLIBERAÇÃO EXSUDADOS DURANTE A EMBEBIÇÃO
-- Sementes são Sementes são sensíveis àsensíveis à hidratação rápidahidratação rápida, especialmente, especialmentesob temperaturas mais baixas e quando apresentam baixosob temperaturas mais baixas e quando apresentam baixograu de umidade e contato com substrato de potencialgrau de umidade e contato com substrato de potencialhídrico elevadohídrico elevado
CONSEQÜÊNCIA lib ã d l t té t b l i tCONSEQÜÊNCIA lib ã d l t té t b l i tCONSEQÜÊNCIA: liberação de solutos até o restabelecimentoCONSEQÜÊNCIA: liberação de solutos até o restabelecimentoda organização das membranas (grau de umidade: da organização das membranas (grau de umidade: ++ 25%)25%)
Problema é menos grave quando as sementes passam porProblema é menos grave quando as sementes passam pordesidratação lenta durante a maturaçãodesidratação lenta durante a maturação
Problema Problema se acentua se acentua em sementes em sementes mais danificadas mais danificadas e deterioradase deterioradas
LIBERAÇÃO DE LIBERAÇÃO DE AÇÚCARESAÇÚCARES, ÁCIDOS ORGÂNICOS,, ÁCIDOS ORGÂNICOS,AMINOÁCIDOS, ÍONSAMINOÁCIDOS, ÍONS
AD
EA
DE
LIBERAÇÃO EXSUDADOS DURANTE A EMBEBIÇÃOLIBERAÇÃO EXSUDADOS DURANTE A EMBEBIÇÃO
REORGANIZAÇÃO DO SISTEMA DE MEMBRANAS CELULARESREORGANIZAÇÃO DO SISTEMA DE MEMBRANAS CELULARES
QU
AN
TID
AQ
UA
NTI
DA
TEMPOTEMPO
POTENCIAIS POTENCIAIS ((MPaMPa))
PERÍODOPERÍODO(h)(h)
Teor de Água (%)Teor de Água (%)
9,09,0 11,011,0 13,013,0
-- 0,040,042 (*)2 (*)66
11,511,59,29,2
8,48,46,56,5
5,15,15,95,9
Influência do teor de água de sementes de soja e do potencial hídricoInfluência do teor de água de sementes de soja e do potencial hídricosobre a liberação de sobre a liberação de exsudados exsudados ((RossettoRossetto etet al.) al.)
,,1212
,,7,27,2
,,4,94,9
,,4,04,0
-- 0,20,22266
1212
10,910,97,07,05,05,0
7,07,04,94,94,54,5
4,44,44,44,42,82,8
(*) Liberação de íons em (*) Liberação de íons em µmho/cm/gµmho/cm/g
Tratamentos PEG (MPa)
Germinação 10oC
Germinação 25oC
0,0
- 0,1
68
71
75
82
- 0,3
- 0,5
83
58
92
67
Efeitos da temperatura e da disponibilidade de água do substratosobre a germinação de sementes de milho doce ‘sh-2’. (Chern e Sung)
15
Plântulas originadas de Plântulas originadas de sementes de sementes de soja soja expostas a embebição rápidaexpostas a embebição rápidaJ. B. França Neto
TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO
No início da germinação as células do embrião mantémNo início da germinação as células do embrião mantém
Até que ponto a redução do suprimento de água ou a sua Até que ponto a redução do suprimento de água ou a sua paralisação provocam prejuízos ainda recuperáveis ?paralisação provocam prejuízos ainda recuperáveis ?
No início da germinação, as células do embrião mantémNo início da germinação, as células do embrião mantéma capacidade de tolerar a dessecação.a capacidade de tolerar a dessecação.
Qual é o estádio crítico ?Qual é o estádio crítico ?
eor d
e Á
gua
(%)
eor d
e Á
gua
(%)
IIIIII
IIIIII
12 3
4
TeTe
Período de EmbebiçãoPeríodo de Embebição
PADRÃO TRIFÁSICO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS SEMENTES DURANTE A GERMINAÇÃO (Bewley & Black, 1978)
TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO
AA protrusãoprotrusão dada raizraiz primária,primária, indicandoindicando aaproximidadeproximidade dada etapaetapa dede divisõesdivisões celularescelulares,,representarepresenta aa fronteirafronteira entreentre aa tolerânciatolerância ee aappsensibilidadesensibilidade àà dessecaçãodessecação,, parapara aa maioriamaioriadasdas espéciesespécies cultivadascultivadas
Período de Embebição
(horas)
Grau deUmidade
(%)
Protrusão da Raiz Primária (%)
GerminaçãoPós- Secagem
(%)
0 11,0 00 88
6 25,0 00 87
12 28,7 00 91
18 32 5 00 9218 32,5 00 92
24 33,4 00 87
28 34,2 20 86
30 34,8 30 82
32 35,7 36 77
Grau de umidade de sementes de Grau de umidade de sementes de milhomilho hidratadas durante diferenteshidratadas durante diferentesperíodos e germinação após a secagem (Custódio et al., 1993)períodos e germinação após a secagem (Custódio et al., 1993)
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
-- EspécieEspécie
Composição química (reservas acumuladas)Composição química (reservas acumuladas)
Permeabilidade do tegumento (cobertura) Permeabilidade do tegumento (cobertura)
Composição química (reservas acumuladas)Composição química (reservas acumuladas)
16
60
80
1717ooCC 20oC 23,7oC
ia d
e p
lân
tula
s (
%)
escuro
claro
8 1281612 16 8 1612
40
Em
erg
ênc
i
Grau de umidade das sementes (%)
RelaçãoRelação entreentre oo graugrau dede umidadeumidade ((%%)) ee aa emergênciaemergência dede plântulasplântulas ((%%)) dede doisdois cultivarescultivaresdede feijãofeijão comcom tegumentotegumento dede coloraçãocoloração diferentediferente.. (Adaptado(Adaptado dede DemirDemir etet alal..))
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
-- TemperaturaTemperatura
-- Potencial fisiológicoPotencial fisiológico
Colheita(dias após R8)
Períodos de embebição
66 2424
R8 99,9799,97 134,64134,64
6 100,65100,65 136,53136,53
12 100,80100,80 134,66134,66
18 103 31103 31 134 13134 1318 103,31103,31 134,13134,13
24 104,44104,44 132,56132,56
30 103,40103,40 130,23130,23
36 107,05107,05 127,26127,26
42 107,87107,87 126,29126,29
Resultados de testes de embebição conduzidos com sementesResultados de testes de embebição conduzidos com sementesde soja ‘UFVde soja ‘UFV--1’, colhidas em diferentes épocas (Vieira 1’, colhidas em diferentes épocas (Vieira etet al.)al.)
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
Tamanho da sementeTamanho da semente
Disponibilidade de águaDisponibilidade de água
Afeta velocidade, percentagem e uniformidadeAfeta velocidade, percentagem e uniformidade
ALGODÃOALGODÃO< < --0,2 0,2 MPaMPa menor velocidademenor velocidade< < --0,4 0,4 MPaMPa menor percentagemmenor percentagem< < --1,2 1,2 MPaMPa não há emergêncianão há emergência
Disponibilidade de águaDisponibilidade de água
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
MILHOMILHO< < --1,3 1,3 MPaMPa não há emergêncianão há emergência
TRIGOTRIGO< < --0,8 0,8 MPaMPa menor velocidademenor velocidade< < --1,6 1,6 MPaMPa não há emergêncianão há emergência
Disponibilidade de águaDisponibilidade de água
SOJASOJA ((SáSá))
< < --0,2 0,2 MPaMPa < velocidade< velocidade
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
< < --0,4 0,4 MPaMPa < percentagem< percentagem
< < --0,8 0,8 MPaMPa não há emergêncianão há emergência
17
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
Disponibilidade de águaDisponibilidade de água
Afeta velocidade, percentagem e uniformidadeAfeta velocidade, percentagem e uniformidade
Relações com aeraçãoRelações com aeração
Capacidade de campo: Capacidade de campo: -- 0,01 a 0,01 a --0,05 MPa0,05 MPaPonto de murcha permanente: Ponto de murcha permanente: --1,5 MPa1,5 MPa
90
80
40
GE R MI N
(%)
BRAGG
DAVIS
30
70
90 G E R M II N
(%) DAVIS
BRAGG
A) B)
16 2220
TEOR DE AGUA NO SOLO (%)
14 9 11 13 TEOR DE AGUA NO SOLO (%)
Emergência de plântulas de soja, em dois tipos de solo com diferentesEmergência de plântulas de soja, em dois tipos de solo com diferentesteores de água (teores de água (PESKE)PESKE)
A) Barro A) Barro arenoareno--argilosoargiloso14% 14% --4,4; 16%4,4; 16% --1,9; 20% 1,9; 20% --0,4; 22% 0,4; 22% --0,17 0,17 atmatm
B) Barro arenosoB) Barro arenoso9% 9% --1,1; 11% 1,1; 11% --0,48; 13% 0,48; 13% --0,21 0,21 atmatm
Fatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebiçãoFatores que afetam a velocidade e a intensidade de embebição
Disponibilidade de águaDisponibilidade de água
Afeta velocidade, percentagem e uniformidadeAfeta velocidade, percentagem e uniformidadeRelações com aeraçãoRelações com aeração
Capacidade de campo: Capacidade de campo: -- 0,01 a 0,01 a --0,05 0,05 MPaMPaPonto de murcha permanente: Ponto de murcha permanente: 1 5 1 5 MPaMPaPonto de murcha permanente: Ponto de murcha permanente: --1,5 1,5 MPaMPa
Potencial fisiológicoPotencial fisiológico
Teor de água da sementeTeor de água da semente
CultivarTeor de água (%)
Testem. 9,0 11,0 13,0 15,0 17,0
BR 232 84 79 85 88 90 92
Embrapa 48 50 58 70 79 73 74
Influência do teor de água de sementes de soja, no momentoda semeadura, sobre a germinação(Toledo et al., 2010)
Testemunha: grau de umidade + 7,2%
POTENCIALPOTENCIALHÍDRICOHÍDRICO
(MPa)(MPa)
GerminaçãoGerminação(%)(%)
Velocidade Velocidade de de GerminaçãoGerminação
Comprimento Comprimento Hipocótilo (cm)Hipocótilo (cm)
EmergênciaEmergência(%)(%)
TT NTNT TT NTNT TT NTNT TT NTNT
-- 0,030,03 8686 7878 10,310,3 9,29,2 4,64,6 4,44,4 8787 6767
-- 0,20,2 8080 6969 9,69,6 8,18,1 3,93,9 3,53,5 7979 6161
-- 0,40,4 7070 5959 6,06,0 4,74,7 3,33,3 3,03,0 1919 1010
EfeitosEfeitos dada disponibilidadedisponibilidade hídricahídrica ee tratamentotratamento fungicidafungicida sobresobre oodesempenhodesempenho dede sementessementes dede doisdois cultivarescultivares dede sojasoja
(SÁ)(SÁ)
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
TemperaturaTemperaturaGerminação Germinação seqüência ordenada de reações químicasseqüência ordenada de reações químicas
Temperatura x atividade enzimáticaTemperatura x atividade enzimática
Temperaturas cardeais e variaçõesTemperaturas cardeais e variações
Sementes dormentes e deterioradasSementes dormentes e deterioradas
Temperaturas alternadasTemperaturas alternadas
Afeta percentagem, velocidade e uniformidadeAfeta percentagem, velocidade e uniformidade
18
ESPÉCIE ÓTIMA MÍNIMA MÁXIMA
Milho 32-35 9 44Quiabo 30 15 40Repolho 30 5 35Soja 32 8 40Soja 32 8 40Tomate 25 10 40Trigo 15-31 4 43
Temperaturas cardeais (Temperaturas cardeais (ooC) para a germinação de C) para a germinação de sementes de algumas espécies cultivadas sementes de algumas espécies cultivadas
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
OxigênioOxigênioComposição do ar Composição do ar →→ 20% O20% O22 , 0,03% CO, 0,03% CO22 , 80% N, 80% N
Concentração de 10% Concentração de 10% OO2 2 é suficienteé suficienteçç 2 2
Concentração > 0,03 % CO2Concentração > 0,03 % CO2 geralmente inibegeralmente inibe
ProblemasProblemas
Preparo e manejo do soloPreparo e manejo do soloEncharcamentoEncharcamento
5%
10%
15%21%Germina
100
75
50
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
OxigênioOxigênio
3%
Tempo (dias)
ação
(%)
Período de germinação de sementes de tomate, a 25oC, em atmosferacontendo diferentes níveis de oxigênio (%).(Corbineau e Come)
25
0 1 2 3 4 5 6 7
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
LuzLuz
Sementes pequenas e recémSementes pequenas e recém--colhidas: colhidas: hortaliças, forrageirashortaliças, forrageiras; ; silvestressilvestresç , gç , g ;;
Não é fator imprescindível para as não dormentesNão é fator imprescindível para as não dormentes
Radiações promotoras:Radiações promotoras: 660 a 700nm660 a 700nm
Radiações inibidoras:Radiações inibidoras: >700nm; >700nm; << 440nm440nm
Mecanismo da ação da luz: pigmento responsável é o Mecanismo da ação da luz: pigmento responsável é o fitocromofitocromo, , cromoproteínacromoproteína localizada no eixo embrionáriolocalizada no eixo embrionário
Presente em duas formas: Presente em duas formas: ativa (Fvd, Pvd ou P730)ativa (Fvd, Pvd ou P730) pico na região de 720pico na região de 720--760 nm760 nminativa (Fv, Pv ou P660)inativa (Fv, Pv ou P660) pico na região de 600pico na região de 600--700 nm700 nm
Vermelha
Última exposição determina a forma do fitocromo que permanecerá Última exposição determina a forma do fitocromo que permanecerá em maior concentraçãoem maior concentração
FVinativa
Fvd
ativa
Infra-vermelha OU Vermelho-distante OU Escuro
100
50
PromoçãoPromoção
FATORES DO AMBIENTEFATORES DO AMBIENTE
LuzLuz
50
0440 480 530 700 800
InibiçãoInibição
Relações entre radiações de comprimentos de onda específicos (nm) e agerminação de sementes de alface sensíveis à luz (Flint e McAllister, 1937
19
FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOFATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃO
AGENTES QUÍMICOSAGENTES QUÍMICOS
TiouréiaTiouréia
Nitrato de potássioNitrato de potássioNitrato de potássioNitrato de potássio
Água oxigenadaÁgua oxigenada
Ácido sulfúricoÁcido sulfúrico
BioestimulantesBioestimulantes
Tratam. Germin. Veloc.Compr.
RaizCompr. P. Aérea Envelhec. Frio
Test 93 a 11,10 a 11,27 a 5,48 a 90 a 75 a
5 ml 88 a 11,02 ab 10,84 a 5,85 a 69 bcd 65 abc
10 ml 89 a 10,11 abc 11,18 a 6,48 a 75 bc 50 cde
15 ml 86 a 10,38 abc 10,72 a 5,19 a 74 bcd 56 bcd
20 ml 87 a 9,42 c 10,48 a 5,94 a 61 d 39 e
Efeitos de tratamentos com diferentes doses de Stimulate® sobre o desempenhode sementes de milho híbrido AG-405 (Marcos Filho).
OUTROS FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOOUTROS FATORES QUE AFETAM A GERMINAÇÃOoo ÉPOCA DE SEMEADURAÉPOCA DE SEMEADURAoo CONDIÇÕES CLIMÁTICAS DURANTE A PRODUÇÃOCONDIÇÕES CLIMÁTICAS DURANTE A PRODUÇÃOoo FERTILIDADE DO SOLO E ADUBAÇÃOFERTILIDADE DO SOLO E ADUBAÇÃOoo MOMENTO DE COLHEITAMOMENTO DE COLHEITAoo MÉTODO DE COLHEITAMÉTODO DE COLHEITAoo INJÚRIAS MECÂNICASINJÚRIAS MECÂNICASoo SECAGEMSECAGEMoo BENEFICIAMENTOBENEFICIAMENTOoo CONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTOCONDIÇÕES DE ARMAZENAMENTOoo MICRORGANISMOSMICRORGANISMOSoo INSETOSINSETOSoo TRATAMENTO QUÍMICOTRATAMENTO QUÍMICOoo HERBICIDAS E DESSECANTESHERBICIDAS E DESSECANTESoo EMBALAGEM EMBALAGEM