Germinação de sementes Água Luz Hormônios

Conceitos Semente Botânica Óvulo fecundado e desenvolvido Ecônomico Inclui cariopses Finalidade Semente = perpetuação das espécies Grão = alimentação ou uso industrial

Ciclo de vida

Germinação Definições Protrusão de radícula Emergência da plântula Transformação do embrião em plântula independente e estabelecida Retomada da atividade metabólica do embrião

Germinação Formação da semente na planta mãe Formação de substâncias de reserva complexas Amido, triglicerídios, proteínas a partir de substâncias simples Desidratação  quiescência (mínima atividade) Sementes ortodoxas – 5-10% de água Sementes recalcitrantes – 60-70% do peso em água Hidratação  ativação da atividade metabólica Crescimento do embrião e emergência

Germinação Retomada da atividade metabólica do embrião Hidratação  ativação da atividade metabólica Crescimento do embrião e emergência

Fases da germinação Embebição ou hidratação Mobilização ou digestão das reservas Respiração Assimilação/crescimento do embrião Translocação de reservas

Fases da germinação Embebição ou hidratação Semente seca Potencial hídrico de -100 Mpa Quanto maior o teor de protéinas, menor o potencial A testa da semente é o maior opositor à entrada de água Rompimento ou escarificação acelera o processo A pressão de turgescência faz o resto do trabalho A hidratação ativa enzimas O ácido giberélico é translocado do embrião para os tecidos de reserva As auxinas são sintetizadas a partir do triptofano

Fases da germinação Embebição ou hidratação Padrão trifásico de absorção de água Fase I Rápida – depende do potencial matricial da semente Processo físico  ocorre em semente viva ou morta Fase II Nível de água constante ou com pequeno aumento Ocorrem alterações metabólicas Fase III Aumenta a concentração de solutos na célula Aumenta o conteúdo de água Expansão do embrião – protrusão da radícula Ponto sem volta

1- respiração e acúmulo de ATP 2 – Síntese de RNA m e reparo de DNA 3 – ativação de polissomos 4 – síntese de proteínas 5 – síntese e duplicação de DNA 6 – início da degradação de reservas 7 – as células da radícula alongam-se 8 – protrusão de radícula 9 - mitose

Fases da germinação Embebição ou hidratação Semente hidratada Em fumo e alface – sensíveis à luz A ativação do processo metabólico depende da presença de luz Sob baixa temperatura Sementes não ativam o metabolismo... vernalização

Fases da germinação Mobilização ou digestão das reservas Transformação de compostos insolúveis em solúveis ou difusíveis Ativação de enzimas pré-existentes ou síntese de novas enzimas Alfa-amilase – síntese induzida por ácido giberélico

Fases da germinação Mobilização ou digestão das reservas

Fases da germinação Mobilização ou digestão das reservas Conversões Amido em glicose ou maltose Alfa e beta amilases, maltase Óleos em ácidos graxos e glicerol lipases Proteínas em aminoácidos proteinases

Fases da germinação Fase de respiração a respiração em sementes germinando maior do que em qualquer órgão da planta Liberação de energia Pode haver anaerobiose Dificuldade na entrada do oxigênio Pode haver acúmulo de ácido lático e etanol

Fases da germinação Fase de assimilação/crescimento do embrião Embrião Surgimento da radícula Envolvida pela coleorriza em gramíneas Plúmula Protegida pelo coleóptilo em gramíneas Gancho plumular em dicotiledôneas

Fases da germinação Translocação de reservas Tecidos condutores são raros Transferência para regiões do embrião Difusão

Controle ambiental da germinação Água

Controle ambiental da germinação Água em sementes de milho

Controle ambiental da germinação Temperatura

Controle ambiental da germinação Oxigênio Fase inicial da germinação Anaeróbica = substâncias indesejáveis Eficiência de 3% Não ocorre em oleaginosas Problemas em solos encharcados Difusão de oxigênio na água Respiração aeróbica no embrião Eficiência de 43% Germinação eficiente em solos não compactados ou encharcados com água

Controle ambiental da germinação Luz Três categorias Fotoblásticas positivas Maior capacidade de germinar à luz Fotoblásticas negativas Germinam melhor no escuro Fotoblásticas neutras Germinam bem com ou sem luz

Controle ambiental da germinação Luz Fotoblásticas positivas Alface Fumo Estévia Fotoblásticas negativas Maxixe Abóbora Fotoblástica neutra Milho Arroz feijão

Controle ambiental da germinação Luz Abaixo de 290 nm Inibe a germinação de todas as sementes 400 – 700 nm Estímulo às fotoblásticas Vermelho (560-700)  estimula a germinação Azul (450 nm) e vermelho longo (>730 nm)  inibe a germinação

Controle ambiental da germinação Luz Vermelho curto (660 nm) Ativa fitocromo e estimula germinação Ativa produção de giberelinas Vermelho longo (730 nm) Inativa fitocromo e inibe a germinação Produção de ácido abscísico

Controle ambiental da germinação Luz Sementes secas Insensíveis à luz Sensibilidade aumenta na embebição Se houver embebição, estímulo pela luz e desidratação O estímulo permanece = fitocromo ativado

Controle hormonal da germinação Giberelinas e ácido abscísico Germinação em alface

Controle hormonal da germinação Giberelinas Germinação (G) ou Dormência (D) em sementes diversas

Controle hormonal da germinação Giberelinas Produção de enzimas na camada de aleurona de cereais regulada por giberelinas

Controle hormonal da germinação Giberelinas Braquiarão Substrato respiratório ou estímulo à produção de giberelina

Controle hormonal da germinação Ácido abscísico Sementes dormentes Grandes quantidades de ABA Ação oposta à das giberelinas

Controle hormonal da germinação Ácido abscísico

Longevidade As sementes perdem a vitalidade após alguns anos Espécie Condições de armazenamento Espécies espontâneas 30-60 anos Cacaueiro, seringueira, ingazeiro Pouca longevidade

Longevidade Grupos de sementes segundo a longevidade Vida curta < 3 anos Cacau, café, chuchu, jaboticaba, manga, citrus, seringueira Vida média 3-15 anos Vida longa >15 anos Aveia, arroz, beterraba, cebola, cevada, ervilha, feijão, milho, trigo, tomate

Longevidade Previsão de longevidade sob condições de banco de gene (-20ºC e 5% de UR)

Dormência Ausência de germinação das sementes por causas internas Mecanismo de sobrevivência Impede a germinação sobre a planta mãe A maioria das plantas cultivadas quebra a dormência após a abscisão da planta mãe Quiescência – não germina por causas externas

Dormência Dormência primária Instalada na fase de maturação/desenvolvimento Estratificação pode superá-la Exemplo: erva-mate Dormência secundária Instalada em semente quiescente após a dispersão Ambiente estressante (água, luz, temperatura e oxigênio)

Dormência Sementes de tegumentos impermeáveis Não absorvem água Sementes duras Fabáceas e malváceas Solução Escarificação Ácido Água quente lixa

Dormência Sementes fisiologicamente imaturas Sementes de cereais e gramíneas forrageiras de colheita recente Morfologicamente maduras Fisiologicamente imaturas Solução Pré-esfriamento a 10 ºC por 5 dias Trigo, cevada, centeio e aveia

Dormência Presença de substâncias inibidoras Ácido abscísico Ácido cumárico Ácido cinâmico Catecol taninos

Dormência Quebra da dormência Escarificação mecânica Escarificação ácida Água quente Lavagem em água corrente Secagem prévia Pré-esfriamento Estratificação Embebição em nitrato de potássio a 0,2%

Dormência Quebra da dormência Germinação em temperatura subótima Exposição à luz Fogo Temperaturas alternadas