Desenvolvimento de sementes

DESENVOLVIMENTO DAS SEMENTES
Profª. Marcela Carlota Nery
Tecnologia e produção de sementes
Formação da Semente
Fonte: Daniel de Granville
www.ib.usp.br/beelife
www.passionflow.couk/images/nitseed
DAG 503 - Fisiologia de Sementes
Tecnologia e produção de sementes
1
Formação da Semente
Sacarose
Frutose
Glicose
Acúmulo de açúcares
Acúmulo
Aminoácidos
Amidas
Proteínas
Amidos
Lipídeos, etc
Substâncias mais simples
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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
Embrião
-Maturação da semente
Reservas
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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.
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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
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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.
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Diferenciação
Morfogênese
Maturação
Pós-Germinação
Germinação
Matéria seca
(Emb. e End.)
Mobilização de
Reservas
Amaciamento
do endosperma
Solidificação do endosperma
Tolerância a Dessecação
Dessecação
Conteúdo de GA3
ABA
Dormência
Dupl. DNA, div.cel.
Reparo DNA, Dupl.
Dupl. DNA
Quiescência
B-Tubulina, microtúbulos
B-Tubulina,
microtúbulos
Protrusão
28
35
42
49
56
DIAS APÓS A POLINIZAÇÃO
63
12
24
36
48
HORAS APÓS A EMBEBIÇÃO
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4
4
S IN T E S E D E L E A
P R O T E IN A S
H ID R Ó L IS E D E
PR O T E IN A S D E
R ESERV A
IN ÍC IO D O S
PRO CESSO S
D E R EPAR O S
SEM ENTES
R E C A L C IT R A N T E
M E T A B O L IZ A Ç Ã O
D E A ÇU C AR ES
GERMINAÇÃO
GERMINÁVEL
3
D IS F U N Ç Ã O D A
M EM BR A N A
PR O T E Ç Ã O D E
M EM BRANAS
FO R M A Ç Ã O
D E V ID R O
RADÍCULA E
CRESCIMENTO
PROTUSÃO DA
METABOLISMO
REATIVAÇÃO DO
ENZIMAS
MEMBRANAS E
EMBEBIÇÃO E
REATIVAÇÃO DE
QUIESCÊNCIA
DESSECAÇÃO
ACUMULO DE
MATÉRIA SECA
DO EIXO
DIFERENCIAÇÃO E
DESENVOLVIMENTO
1
2
NÍVEIS DE HIDRATAÇÃO
Características Bioquímicas
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Unidades de Conservação
Criopreservação
Conservação a longo prazo
Espécies com sementes sensíveis à desidratação
N2 líquido – 196°C
vapor – 150°C
Desafio - impedir a formação de cristais de gelo.
(Wetzel et al., 2003)
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Características Físicas e Fisiológicas
Tamanho das sementes
Teor de água
Conteúdo de massa seca
Germinação
Vigor
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Características Físicas e Fisiológicas
Tamanho da semente
Zigoto
Semente madura
Carvalho e Nakagawa, 1980.
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Características Físicas e Fisiológicas
Teor de água (%)
Zigoto
Semente madura
Carvalho e Nakagawa, 1980.
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Características Físicas e Fisiológicas
Teste de tetrazólio em
sementes de soja
Danos de
umidade
ESTRIAS
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Características Físicas e Fisiológicas
Massa seca (g)
Zigoto
Semente madura
Carvalho e Nakagawa, 1980.
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Características Físicas e Fisiológicas
Germinação (%)
Zigoto
Semente madura
Carvalho e Nakagawa, 1980.
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Características Físicas e Fisiológicas
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Características Físicas e Fisiológicas
Vigor
Zigoto
Semente madura
Carvalho e Nakagawa, 1980.
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índices de Maturação (g. %)
Características Físicas e Fisiológicas
Teor de umidade
Tamanho
Vigor
Matéria seca
Germinação
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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
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Germinação de
sementes
Profa. Marcela Carlota Nery
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Desenvolvimento de sementes
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Fonte: Marcos Filho, 2005
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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.
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fl
hp
rp
rs
A
B
C
E
D
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, 2006.
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Processo de Germinação
Embebição
Protrusão da
radícula
Processo bioquímico
preparatório
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Processo de Germinação
Processo dirigido pelo gradiente de potencial hídrico (Ψ
Ψ)
entre a semente e seu ambiente:
Ψ=Ψm+Ψp+Ψs
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.
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FASE III
Ψp
TEOR DE ÁGUA
FASE II
FASE I
-Ψ
Ψm
- Ψo
GERMINAÇAO VISÍVEL
TOLERANTE
INTOLERANTE
TEMPO
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Tipos de germinação
•
•
a)
b)
•
•
Epígea ► cotilédones saem para
fora do solo
Ex.: feijão
Fanerocotiledonar – cotilédones libertam do
envoltório
Criptocotiledonar – cotilédones+tegumento
Hipógea ► cotilédones permanecem
abaixo do solo
Ex.: milho
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Fanerocotiledonar
Criptocotiledonar
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MILHO
Coleóptilo
Primeiras
folhas
Hipocótilo
Radícula
Raiz
Primária
Raiz
Seminal
Germinação Hipógea
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Fatores que afetam a germinação
a) Fatores internos
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
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Fatores que afetam a germinação
b) Fatores do ambiente
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.
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Fatores que afetam a germinação
b) Fatores do ambiente
3) Oxigênio
CONSUMO DE O2
RESPIRAÇÃO DURANTE A EMBEBIÇÃO DAS SEMENTES
Padrão de consumo de O2 por sementes (exemplo hipotético).
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Fatores que afetam a germinação
b) Fatores do ambiente
3) Oxigênio
4) Luz
fotoblásticas (+), fotoblásticas (–) e neutras
Luz Vermelha
Dormência
FV660
Germinação
FVE730
Vermelho
distante
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Fatores que afetam a germinação
c) Fatores químicos
•
•
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.
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