Desenvolvimento de sementes
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA CAMPUS ITAQUI CURSO DE AGRONOMIA FISIOLOGIA DE SEMENTES Disciplina de Fisiologia de Sementes Prof. Daniel Fonseca Disciplina de Fisiologia de Sementes Formas de avaliação: Duas provas teóricas (60%) Relatórios de aulas práticas (10%) Seminários (30%) Seminários Temas 1. Temas Efeito da aplicação de micronutrientes e aminoácidos em sementes 2. Proteínas de choque térmico: efeitos na tolerância a dessecação 3. Influência da luz e da temperatura na germinação das sementes 4. Influência de pragas e fungos no armazenamento de sementes 5. Secagem a frio de sementes 6. Efeito do ataque de percevejos em sementes 7. Tratamento de sementes com fungicidas 8. Efeito do tratamento de sementes com inseticidas 9. Condicionamento osmótico das sementes 10. Efeito da umidade na colheita de sementes 11. Inoculação em sementes Datas da Apresentações Tema 1: 04/04 Tema 7: 23/05 Tema 2: 11/04 Tema 8: 30/05 Tema 3: 25/04 Tema 9: 06/06 Trata sementes Tema 4: 02/05 Tema 10: 13/06 Tema 5: 09/05 Tema 6: 16/05 Referências Revisão Importância das sementes Crescimento e desenvolvimento Reguladores de crescimento Controle do florescimento Importância sementes na agricultura 2012 : Mercado mundial de sementes 30 bilhões de U$$ (DÓLARES) Mercado de sementes Brasil 2016- 10 bilhões de reais ao ano 3º maior Industria mundial de produção de sementes Maior produtores Estados Unidos China Brasil O mercado cresceu 122% em 10 anos, 1,8 milhão de toneladas na safra 2005/06 para 4 milhões de toneladas em 2015/16. Fonte: Associação Brasileira de Sementes e Mudas (Abrasem). Sementes de hortaliças 100 milhões de U$$ (dólares) Principais espécies Tomate Cebola Melão Alface Gramíneas forrageiras tropicais 100 milhões de dólares 40% braquiarias Importância das sementes Multiplicação de plantas Reino Vegetal: 350.000 espécies descritas 250.000 multiplicadas por sementes Crescimento e Desenvolvimento Tipos básicos de Crescimento Meristemas Apicais: crescimento em extensão. produzem o Meristemas Intercalares: produzem o crescimento em extensão (alongamento do limbo foliar). Meristemas Laterais: produzem crescimento em diâmetro. o Crescimento Termo quantitativo Altura Mudanças de tamanho diâmetro de caules área das folhas Ganho de massa Desenvolvimento Semente – plântula Mudança de fase ao longo do ciclo Fase juvenil Fase vegetativa Fase reprodutiva Planta com semente Reguladores de crescimento Auxinas Giberelinas Citocininas Ácido abscísico Etileno Brassinosteróides PRODUÇÃO DE AUXINA Sementes Embriões Tubos polínicos Células da parede de ovários em desenvolvimento Aonde mais atua? Alongamento celular Aumenta a extensibilidade da parede celular Fototropismo Dominância apical Formação de raízes laterais e adventícias Diferenciação vascular Retarda início da abscisão foliar Desenvolvimento dos frutos Auxinas Principal auxina ácido indolacético AIA Auxinas A dose ótima para o crescimento da raiz é inferior à do caule A dose ótima para o crescimento do caule é inibitória para raiz e gemas laterais. Auxinas Produção de frutos partenocárpicos Giberelinas Germinação Crescimento Florescimento Giberelinas Germinação Giberelinas (ação no tamanho do fruto) Giberelinas Giberelinas Citocininas Divisão celular Expansão celular em folhas e cotilédones Controle na dominância apical (contra a auxina) São Produzidas nas raízes Ácido abscísico Produzido nas folhas Atua estimulando a abscisão das folhas Inibe a germinação das sementes Promove o fechamento dos estômatos sob estresse ex: em plantas com déficit de água Etileno Produzido nos tecidos de raízes e folhas envelhecidas. Atua estimulando a abscisão das folhas, Promove a maturação dos frutos Inibe o crescimento das raízes e das gemas laterais. Atuam no processo de amadurecimento dos fruto acelerando o processo Etileno Auxina Etileno Ac. abscísico Brassinosteróides Atuam no alongamento de caules das plantas Br e as auxinas apresentam efeitos similares Não estão presentes nas raízes Em aplicação nas raízes eles agem de forma inibitória sobre o crescimento desses órgãos. Atuação Crescimento do tubo polínico, desenrolamento das folhas de gramíneas, reorganização das microfibrilas de celulose, diferenciação do xilema. Desenvolvimento e estrutura de sementes Conceitos básicos de biologia floral Flor Tipos de flores Completa Fonte: Santos (2013) Flor completa Tomate Flor incompleta Pepino Flor masculina Flor feminina Classificação das plantas quanto à biologia floral Hermafroditas Monóica Dióica Hermafroditas Hermafroditas Todas as flores da planta possuem órgão feminino e masculino juntos, na mesma flor MONÓICA Flores femininas e masculinas separadas na mesma planta Planta dióica ASPARGO Contreras (2009) Importância do conhecimento da biologia floral na formação da semente Agentes de polinização Dispersão das sementes Mecanismos de sincronização protoginia Isolamento dos campos e protandria: Conceitos importantes Antese: Processo de liberação do grão de pólen das anteras presentes nos estames de transferência do grão de pólen do Polinização:Processo órgão masculino (antera) ao orgão feminino da flor (estigma) dos gametas masculinos (núcleo Fertilização:Fusão espermático) e feminino (oosfera), que resulta no desenvolvimento do fruto e da semente Importância da Polinização Importância da Polinização Distância de campos de produção Ex: Abobora Reprodução Polinização Distância entre campos de produção Alógama Insetos Pólen das aboboras são pesados e profundos na flor, não sendo transportados pelo vento 1500 metros Morfológicos Cleistogamia Polinização antes da abertura da flor Protandria Parte masculina pronta antes da parte feminina Protoginia Parte feminina pronta antes da parte masculina Protandria O polén é liberado antes que o estigma esteja pronto Cebola Cenoura Protoginia Gineceu amadurece antes do androceu Fenômeno menos comum Couve-flor e Rosaceas Ciclo de vida das angiospermas A) Geração Gametofítica B) Geração Esporofítica Geração Gametofítica Produção dos gametas feminino e masculino Geração Esporofítica Inicia com a fecundação, resultando na formação do zigoto Geração Gametofítica Produção dos gametas masculinos Produção do gameta feminino Produção dos Gametas Masculinos Adaptado de Santos (2013) Formação do gameta masculino Microesporogênese Célula mãe do micrósporo PÓLEN UNINUCLEADO Microesporogênese Microgametogênese MITOSE PÓLEN BICELULAR PÓLEN TRICELULAR Formação do Gameta Feminino ÓVULO CÉLULA MÃE MEGÁSPORO Antípodas MEGASPOROGÊNESE Sinergidas MITOSE MITOSE Nucela Célula mãe Megásporo (2n) Meiose I Meiose II 4 células haplóides Megásporo Funcional Adaptado de Contreras (2009) Adaptado de Contreras (2009) Polinização Assexuadas Autógamas Sexuadas Alógamas Autopolinização Autógamas Autopolinização Arroz Trigo Soja Algodão Feijão Amendoim Alface Cevada Ervilha Tomate Polinização cruzada Alógamas Polinização cruzada Milho Mamona Centeio Cenoura Crotalária Sorgo Girassol Cebola Milheto Repolho Pimentão...... Agentes de polinização Polinização entomófila Polinização ornitófila quiropterófila Polinização Anemófila vento Hidrófila àgua Vallisneria sp. Dispersão das sementes Papel fundamental das sementes Perpetuação, conservação e de disseminação Distribuição da geminação Tempo Dormência Espaço Dispersão Dispersão das sementes Mecanismo de sobrevivência Migração para outros locais Distante da planta mãe Dispersão das sementes Se não houvesse dispersão competição entre indivíduos mesma população populações adjacentes poderia levar espécies à extinção via exclusão competitiva VENTO VENTO ÁGUA Mecanismos mecânicos Máquinas Máquinas Abertura das estruturas Animais Semente de café Algália – espécie de gato - Indonésia Café - kopi luwak Animais Semente de café Elefante - Tailandia Cada chícara de café 50 dólares Café - Black Ivory Coffee Café com traços de chocolate e nozes Animais Semente de café Jacu - Brasil Cada chícara de café 15 reais Café - Jacu Coffee Importância do conhecimento Bases para a produção de sementes Isolamento Fiscalização Localização do campo Fase Esporofítica Dupla fecundação ou singamia Etapa 1- Formação do Zigoto Etapa 2- Formação do núcleo endospermático Formação do zigoto Núcleo Reprodutivo (n) Oosfera (n) Zigoto (2n) Grãos de pólen são liberados nas anteras e caem no estigma Grãos pólen ‘germinam’ originando tubo polínico Tubo polínico vai crescendo ao longo do estilete até chegar ao ovário Tubo polínico penetra a micrópila e deposita os núcleos espermáticos no ovário Antípodas Cinérgidas Desenvolvimento do embrião, endosperma e tegumento Formação do embrião Dicotiledôneas Monocotiledôneas Embriogênese- dicotiledoneas Processo de formação do embrião Estádio globular-coração Pós Fertlização Pró-embrião Zigoto 2 células 2 /4 células Transição 8 células 16 células Coração Globular Adaptado de Goldeberg (1994) Embriogênese- Dicotiledoneas Torpedo Maduro Adaptado de Goldeberg (1994) Polaridade embrião X níveis auxina Embriogênese- Monocotiledôneas Da origem ao coleóptilo Embrião Suspensor Coleóptilo Meristema apical caule Escutelo Coleóptilo Meristema apical raiz Fonte: Y. Nagato (2008) Função do embrião Dar origem a nova planta Formação do endosperma Núcleo grão de pólen Núcleos polares n n 3n n Núcleo endospermático Função do endosperma Armazenamento de reservas nutritivas Energia para processo de germinação e alimentação das plantulas Cotiledones Coleóptilo Coleorriza Formação do tegumento INT. Externo – primina INT. Interno - secundina Tegumento Teor de Lignina Semente de feijão Sementes escuras até 15% Sementes claras 1% Tegumento Teor de Lignina Semente de soja Sementes escuras até 12% Sementes claras 4,75% Cores de semente de soja? 5% - Base para seleção de novas cultivares Funções do tegumento 1. Unir as partes das sementes 2. Proteção contra agentes externos 3. Regular trocas de água e gasosas com o ambiente 4. Regular a germinação e interferir nos mecanismos de dormência 5. Controle da dispersão de sementes pós maturidade Funções do tegumento 1. Susceptibilidade a dano mecânico 2. Longevidade 3. Permeabilidade 4. Potencial de deterioração Partes da semente PARTES DAS SEMENTES TESTA – tegumento externo TEGUMENTO TEGMA – tegumento interno ENDOSPERMA (?) EMBRIÃO COTILÉDONES EIXO EMBRIONÁRIO PLÚMULA HIPOCÓTILO RADÍCULA Dicotiledôneas Feijão Adaptado de Zimmer (2010) MONOCOTILEDÔNEAS MILHO MILHO CEBOLA RADÍCULA COTILÉDONE EMBRIÃO Adaptado de Leubner (2007) TEGUMENTO Foto: Daniel Fonseca Obrigado
