Germinaçao de sementes e alelopatia
Propaganda
08/08/2016 O que é semente? É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. GERMINAÇÃO DE SEMENTES Elementos Básicos da Estrutura da Semente O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. Marcelo Francisco Pompelli Disciplina de Fitofisiologia O que é semente? O que é semente? É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. Elementos Básicos da Estrutura da Semente Elementos Básicos da Estrutura da Semente O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. Plúmula A plúmula inclui os primórdios foliares Epicótilo Epicótilo O epicótilo é a porção do embrião acima dos cotilédones 1 08/08/2016 O que é semente? O que é semente? É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. Elementos Básicos da Estrutura da Semente Elementos Básicos da Estrutura da Semente O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. Hipocótilo Hipocótilo Radícula O hipocótilo é a porção do embrião que se localiza abaixo dos cotilédones O que é semente? Radícula A radícula é o primórdio da raiz embrionária Desenvolvimento do tubo polínico É o óvulo desenvolvido após a fecundação, contendo o embrião, com ou sem reservas nutritivas, que dará origem a um novo indivíduo. Elementos Básicos da Estrutura da Semente O embrião é formado de plúmula, epicótilo, hipocótilo, radícula e cotilédones. Cotilédones Cotilédone Os cotilédones são as “folhas” da semente usada para armazenar as reservas Fonte: Germinação: do básico ao aplicado 2 08/08/2016 Fases do desenvolvimento da semente O ovário - zoom a fertilização envolve a fusão do núcleo do grão-depólen com o núcleo do óvulo Núcleos polares Oosfera ligeiramente antes da fertilização Integumentos (parede do óvulo) micrópila 1) INICIAL, passos: Tubo polínico - Divisão celular Aumento do peso fresco da semente Conteúdo de água Histodiferenciação e morfogênese Formação do endosperma Célula espermática ligeiramente antes da fertilização da célula central Célula espermática ligeiramente antes da fertilização do óvulo Semente não-endospérmica Semente endospérmica Fases do desenvolvimento da semente 2) INTERMEDIÁRIA - Aumento do tamanho (Expansão celular) Diminuição no tamanho dos vacúolos Acúmulo dos compostos de armazenamento Aumento do peso seco Diminuição do conteúdo de água (substituição pela matéria seca) 3) FINAL Fase pré-programada de secagem de maturação (dessecação) - Redução gradual no metabolismo da semente - Embrião em estado quiescente Classificação da semente quanto ao composto de reserva Amiláceas Armazenam principalmente amido. ex.: Aveia e Milho Protéicas Armazenam principalmente proteinas. ex.: Soja Oleaginosas Armazenam principalmente lipídios. ex.: Amendoim e Mamoma 3 08/08/2016 Critérios de germinação - Monocotiledôneas e Eudicotiledôneas Botânico Protrusão da radícula germinação epígea germinação hipógea - Agrônomico Emergência de parte aérea na superfície do solo - Fitotécnico Plântula normal Phaseolus vulgaris L. A germinação é influenciada por: Zea mays L. Água A água é requerida em quantidade adequada até que a semente germine (25 a 75% ) Uma vez que a germinação tenha iniciado, um evento de seca leva a morte do embrião por dessecamento água Hidratação: luz oxigênio GERMINAÇÃO Ativa a retomada das atividades metabólicas do embrião (processos bioquímicos e fisiológicos) Crescimento do embrião e emergência Reguladores de crescimento temperatura vegetal 4 08/08/2016 Conteúdo de água na semente (%) Oxigênio O oxigênio é requerido para a respiração celular a qual aumenta drasticamente com a germinação. Jatropha curcas) Algumas sementes requerem mais ou menos oxigênio do que outras. Arachys hypogea Lycopersicum esculentun Quando a semente é submetida a um ambiente anaeróbico por um período prolongado, a respiração é inibida e a germinação não se processa. Glycine max Pseudotsuga menziesii Pinus monticola Pinus jeffreyi Pinus contorta Picea engelmannii Calocedrus decurrens Abies x shastensis Abies concolor Abies amabilis 0 5 10 15 Oxigênio 20 Oxigênio Viviparidade O desenvolvimento da semente segue diretamente da fase de maturação para a germinação, normalmente quando ainda está unida à planta-mãe. 100 % 80 60 40 20 0 Germinação Não Alagado Rhizophora mangle Plântulas Alagado Himatanthus sucuuba 5 08/08/2016 Luz Luz Fotoblastismo Germinação de sementes de alface Classificação das sementes quanto à necessidade de luz para germinar Típica resposta fotoreversível controlada pelo fitocromo Afotoblásticas ou neutras: A germinação não é interferida pela ausência ou presença da luz. (milho, arroz e feijão) Fotoblásticas positivas relativas: A germinação é significativamente mais alta na luz, mas sem atingir o dobro da germinação no escuro. Vermelho (V) Escuro V Fotoblásticas positivas: A germinação na luz é maior que o dobro da germinação no escuro. (Alface e fumo) Sementes embebidas no escuro. V 1,5 min. VE 4 min. Escuro por 24 horas. Fotoblásticas negativas: A germinação é significativamente maior no escuro. (Maxixe e abóbora) V a a a a V V VD V VD 100 a 90 a 80 80 70 60 Germinação (%) Germinação (%) VD Luz Luz 100 VD 40 20 60 50 40 30 0% 20 0 10 Branca Vermelha Verde Azul Amarelo Escuro Qualidade da Luz 0 branca vermelha VD azul Escuro 100% 70% 50% 30% Luz Branca contínua Qualidade da luz Qual o fotoblastismo da espécie? Nesta espécie sem fotoblastismo a qualidade da luz não interfere na germinação. Qual o fotoblastismo da espécie? Nolasco H, Vega-Villasante F, Romero-Schmidt HL, Diaz-Rondero A (1996) The effects of salinity, acidity, light and temperature on the germination of seeds of cardón (Pachycereus pringlei (S. Wats.) Britton & Rose, Cactaceae). J Arid Environm 33, 87-94. A luz costuma ser muito importante na germinação de sementes. A qualidade da luz tem mostrado resultados contraditórios. Meiado MV, Albuquerque LSC, Rocha EA, Rojas-Aréchiga M, Leal IR (2010) Seed germination responses of Cereus jamacaru DC. ssp.jamacaru (Cactaceae) to environmental factors. Plant Species Biology 25: 120-128 6 08/08/2016 Luz Germinação (%) 110 Temperatura Tanto a percentagem de germinação quanto a velocidade é fortemente afetada pela temperatura. a 90 Muitas sementes tem um mínimo, máximo e uma temperatura ótima do solo. 70 b 50 b b Geralmente temperaturas entre 25°C e 35°C são consideradas ótimas para a maioria das espécies. b 30 escuro vermelho vermelhodistante azul branco Qual o fotoblastismo da espécie? A semente independe da qualidade da luz, sendo o escuro sempre melhor. Nem mesmo a alternância luz/escuro é favorável a germinação. Kulkarni MG, Sparg SG, Staden JV (2006) Dark conditioning, cold stratification and a smoke-derived compound enhance the germination of Eucomis autumnalis subsp. autumnalis seeds. South African Journal of Botany 72: 157-162 Temperatura Cultura Temp. Mínima Temp. Máxima Temp. Ótima Abóbora 16°C 38°C 35°C Alface 2°C 29°C 24°C Arroz 11°C 41°C 32°C 24°C Fumo 10°C 30°C Milho 9°C 44°C 33°C Soja 9°C 42°C 30°C Sorgo 9°C 40°C 33°C Temperatura Algumas espécies tem sua germinação favorecida ou obrigatória após a exposição a um calor intenso. Faixa ótima de germinação 100 Título do Eixo 80 60 40 Calluna vulgaris 20 Albizia lophanta 0 5 15 25 35 45 55 Temperaturas (ºC) Acacia melanoxylon 7 08/08/2016 Temperatura A maioria das sementes de várias espécies não-tropicais podem ter sua dormência quebrada ao serem expostas à baixas temperaturas. Pinus spp. Vitis vinifera Sensibilidade da semente de algodão ao frio. sensibilidade ao frio baixa alta Temperatura 8 7 6 5 4 3 2 1 emergência da radícula semente seca 0 0 2 4 6 dias após a semeadura Rosa spp. Malus sp Temperatura Ativação e Síntese Enzimática O frio causa danos ao embrião e a germinação. Dependente do balanço hormonal: Injúria por frio Normal Promotores Inibidores Citocininas Giberelinas ABA Promotores > Inibidores Germinação Promotores < Inibidores Dormência 8 08/08/2016 Mecanismo de Dormência Quebra da dormência Endógena ou embrionário CAUSAS - Fisiológico físico Não profundo Intermediário Profundo - Morfológico pré-maturação - Morfofisiológico ambos MÉTODO Tegumento rígido impermeável Agentes Mecânicos Escarificação mecânica Agentes Químicos Plantas de clima temperado e dormência fisiológica Tegumento rígido Exógena Escarificação química Ác. Sulfurico, Etanol, NaClO3 Estratificação (↓°C) Temperatura Calor intenso / Queimadas Oscilações diárias de temperatura - Físico Impermeabilidade dos tecidos da semente - Químico presença de substâncias inibidoras (fenóis) - Mecânico endocarpo e mesocarpo pétreo Inibidores de crescimento Temperaturas alternantes Reguladores de crescimento GA3, GA4 e GA7 Cinetina e Etileno Lixiviação Luz / Escuro Tegumento delgado Controle da hidrólise das reservas Controle da hidrólise das reservas Uma vez que as reservas tenham se exaurido a respiração cessa e a semente perde sua viabilidade Amido Glicose Piruvato Glicólise Uma vez que as reservas tenham se exaurido a respiração cessa e a semente perde sua viabilidade NADH e FADH2 Ciclo do ácido tricarboxílico Amido Cadeia respiratória ATP Glicose Glicólise Piruvato Ciclo do ácido tricarboxílico NADH e FADH2 Cadeia respiratória ATP 9 08/08/2016 Controle da hidrólise das reservas E se tudo estiver de acordo… Uma vez que as reservas tenham se exaurido a respiração cessa e a semente perde sua viabilidade Conceito Uma interação entre plantas que pode se positiva ou negativa, mas sempre uma planta ou exudado desde influencia outra planta. Pode ser dentro da mesma planta, espécie ou Entre espécies diferentes 10 08/08/2016 Aplicações Uma gama de aplicações mais atuais surgiram inicialmente dos estudos de alelopatia - pesquisa de novos herbicidas - pesquisa de novos fármacos - controle da população de espécies de crescimento exacerbado Nosso objetivo na disciplina Temos vários objetivos - extrais os compostos alelopáticos das folhas - testar concentrações diferentes e tentar chegar ao DL50 - instigar no aluno a capacidade investigativa Trends in Ecology & Evolution Volume 25, Issue 9, Pages 512-519 11
