Relatório Fisiologia Da Germinação

 

FACULDADE ARAGUAIA Disciplina: Fisiologia Vegetal Professor: Marcos Paulo  Acadêmico: Hermínio Pereira

RELATÓRIO DE SEMINÁRIO: FISIOLOGIA DA GERMINAÇÃO

  Os estágios estágios do desenvolvimento das plantas e a germinação de

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sementes  A vida de uma planta se inicia com a fecundação do óvulo e passa basicamente por três fases, a embriogênese, o desenvolvimento juvenil e a fase madura. A embriogênese inicia-se com a fecundação do óvulo, e a principal característica da planta nessa fase é que ela permanece ligada, é nutrida e protegida pela planta-mãe. Durante a embriogênese é produzida uma plântula com potencial para atingir a maturidade e com alguns recursos que lhe permitem se estabelecer e iniciar o crescimento juvenil. O recurso mais importante é uma reserva nutricional para suprir as necessidades necessidades da planta nos primeiros d dias ias após a germinação, em que a planta jovem ainda é incapaz de fotossíntese. As principais substâncias de reserva são os polissacarídeos, as proteínas e os lipídeos. Essas substâncias são armazenadas em grandes quantidades em órgãos próprios, como os cotilédones cotilédones ou o e endosperma, ndosperma, e são digeridas no final da germinação, sendo produzidas, principalmente, a sacarose, a glutamina e a asparagina, as quais são transportadas até os meristes mas, onde são usadas para iniciar a formação do corpo da planta, fornecendo a estrutura de carbono, o nitrogênio (no caso da glutamina e da asparagina) e a energia para a construção, representada pelo trifosfato de adenosina (ATP), que é um dos produtos da digestão das substâncias de reserva. Há outros recursos desenvolvidos durante a embriogênese, como estruturas de facilitação da dispersão (por exemplo: uma polpa comestível

 

envolvendo a semente, asas, ou ganchos), mecanismos de sobrevivência a períodos com condições climáticas adversas (os principais mecanismos são associados com a redução do teor de água das sementes), mecanismos de percepção das condições ambientais (luz e temperatura), e defesas contra ataques de herbívoros e patógenos (morfológicos e químicos).  A formação desses recursos depende das condições ecofisiológicas da planta-mãe. Qualquer limitação ambiental imposta ao seu desenvolvimento reflete na qualidade e/ou na quantidade das sementes produzidas. A qualidade das sementes, por sua vez, refletirá no desenvolvimento juvenil da planta, principalmente nos estádios iniciais do crescimento, e sob condições de estresse. Durante a embriogênese, as sementes são impedidas de germinarem quando ainda ligadas à planta mãe. No início do seu desenvolvimento o embrião é incapaz de germinar, mesmo se for removido da planta-mãe e cultivado invitro em meio de cultura adequado. Quando o embrião já está histodiferenciado, com órgãos e meristemas formados, o que ocorre após cerca de 50 a 70% do período de embriogênese, ele se torna capaz de germinar, ou seja, ele adquire competência para responder aos fatores ambientais que controlam a germinação. Os dois principais fatores que impedem a germinação durante a embriogênese são o ácido abscísico (ABA) e a alta concentração de solutos, que provoca a diminuição da disponibilidade de água. O final da embriogênese é marcado pelo acúmulo de reservas orgânicas insolúveis, pela paralisação do crescimento/desenvolvimento crescimento/desenvolvimento do embrião e pela desidratação da semente. É interessante observar que o início do desenvolvimento juvenil é marcado pela retomada do crescimento do embrião após a sua reidratação, e pela solubilização das reservas armazenadas. Um ponto importante desse raciocínio é que, em algum momento entre o final da embriogênese e a protrusão da radícula ocorre uma alteração importante da programação celular que leva à transição entre esses dois padrões distintos de desenvolvimento. Essa inversão da programação celular parece ocorrer em pelo menos duas etapas, a primeira durante a desidratação das sementes, ao final da embriogênese, quando os mecanismos de acumulação de reservas e de crescimento do embrião são paralisados. Após a desidratação, se uma semente é removida da planta-mãe e colocada em um meio de cultura nutritiva, ela não

 

retoma seu padrão de acumulação de reservas, mas dispara a germinação desde que as condições sejam favoráveis, ou seja, a semente está determinada (programada) a germinar, mas assume uma condição de latência, esperando as condições ambientais adequadas. Durante o período inicial entre a liberação das sementes pela planta-mãe e a germinação, a planta normalmente não está presa ao solo. É potencialmente móvel, e essa mobilidade é importante para que a semente seja afastada da planta-mãe e atinja novos nichos ambientais. Essa movimentação da semente ocorre principalmente logo após a liberação, quando são acionados os mecanismos de facilitação da dispersão desenvolvidos durante a embriogênese, como, por exemplo, as asas e flutuadores nas sementes e os anexos carnosos atrativos de animais dispersores, como as frutas. fr utas.  Ao entrar em contato com um substrato úmido, há o início da entrada de água na semente, desde que o tegumento seja permeável. A absorção de uma quantidade mínima de água é a primeira e principal condição necessária para que a germinação ocorra. Assim, considera-se que a embebição marca o início da germinação. Porém esse fenômeno é puramente físico, e mesmo sementes mortas absorvem água. Os primeiros eventos metabólicos se iniciam após o início da embebição, como os mecanismos de respiração aeróbia. É possível que sementes com bom suprimento de água não germinem, em função de temperaturas muito baixas ou muito altas; da presença, da ausência ou do espectro da luz incidente; e de outros fatores ambientais, como a presença de substâncias inibidoras ou estimuladoras dissolvidas na água de hidratação. Também é comum a presença de mecanismos m ecanismos internos às sementes que impedem a germinação mesmo sob temperatura adequada e boa disponibilidade de água, chamados de mecanismos de dormência, com as funções principais de distribuir a germinação no tempo e/ou de só permitir a germinação quando forem detectadas condições ambientais favoráveis ao crescimento da planta jovem. Em outros casos ocorre um padrão bianual de desenvolvimento. A embriogênese ocorre durante uma época favorável, e as sementes são dispersas perto do início da época desfavorável, e permanecem sem germinar até o início da fase favorável do ano seguinte, permanecendo dormentes nesse intervalo. Como sementes ortodoxas, as plantas podem sob reviver por longos

 

períodos com pouco dano, e reiniciar o pro cesso de crescimento no início do próximo período favorável, cerca de nove ou dez meses a pós a dispersão. Para que a germinação ocorra em uma época favorável, é importante que a semente característica desses ambientes apresente mecanismos que permitam a identificação das condições ambientais e da época do ano, e impeçam a germinação sob condições inadequadas ao estabelecimento da planta (dormência).  A sobrevivência da semente durante esses longos períodos depende da existência de estruturas de proteção. Dois fatores são fundamentais, a presença de mecanismos de proteção contra os predadores e os baixos níveis de hidratação alcançados pelas sementes ortodoxas. Quando as sementes são dispersas, seu teor de água é relativamente baixo, sendo que as sementes ortodoxas podem atingir teores menores do que 10% após a dispersão. Algumas espécies também possuem sementes com tegumentos impermeáveis e mecanismos de eliminação de água. Nessas condições a atividade metabólica das sementes é muito baixa o que lhe permite sobreviver por longo tempo em condições bastante desfavoráveis, com temperaturas excessivamente baixas, indisponibilidade de água, e mesmo exposição ao fogo. O final da germinação é difícil de ser identificado, pois não existem marcadores bioquímicos utilizáveis. O único fenômeno claramente observável é a retomada do crescimento do embrião, marcada pela protrusão da radícula ou outro órgão. Esse evento indica que a germinação já terminou, ainda que não informe quando. A protrusão da radícula é bastante útil como marcador, pois é facilmente observável mesmo a olho nu, para a maioria das espécies. Pode ocorrer, porém, a protrusão da radícula por alguns milímetros mesmo em sementes mortas, devido à reidratação dos tecidos.   Principais fatores externos que interferem na germinação

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Temperatura:

 A vida ocorre tipicamente tipicamente entre temperaturas acima d de e zero graus C Celsius elsius e abaixo de 100 C. A maioria das espécies não resiste a temperaturas acima de

 

50 C. Essa dependência de uma faixa adequada de temperatura ocorre porque a vida depende do funcionamento de proteínas, que só ocorre em uma faixa estreita de temperaturas. Cada proteína tem uma temperatura ótima de funcionamento. Quando a temperatura é muito baixa, a atividade é pequena, e aumenta com o aumento da temperatura até um ótimo. Após esse limite, a atividade da proteína cai de novo, em virtude da degradação da sua estrutura. No caso da germinação, que envolve a atividade de várias proteínas, a temperatura ótima vai refletir a temperatura mínima, a ótima, e a temperatura máxima de cada proteína.  A germinação de sementes ocorre apenas apenas sob uma faixa de temperatura que é característica da espécie, do seu nível de dormência e do seu vigor. A faixa de temperatura para germinação da maioria das sementes se situa aproximadamente entre 15 e 30 C, mesmo para plantas de climas frios, assim a germinação só pode ocorrer, nessas regiões, do final da primavera até o fim do verão. Potencial Hídrico: O potencial hídrico é formado por quatro componentes, que refletem os fatores que afetam a disponibilidade de água. Eles são o potencial gravitacional, o potencial de pressão, o potencial osmótico e o potencial matricial. O potencial hídrico é calculado pela soma dos componentes. Alguns são positivos e outros negativos. A unidade mais usada para potencial hídrico é o MegaPascal (MPa). Um MPa corresponde a 10 bar e a 100 metros de coluna de água, m.c.a., essa última unidade, ainda que menos usada do que o MPa e o bar, dá uma boa noção das forças envolvidas, pois é fácil imaginar a energia contida em uma coluna de água com 100 metros de altura, por exemplo. Oxigênio: Para a maioria das espécies, as sementes não germinam em ambientes sem oxigênio, e a baixa disponibilidade de oxigênio inibe o crescimento pósgerminativo do embrião (Figura 7). As espécies são classificadas em dois tipos quanto à dependência de oxigênio para a germinação. As sementes do tipo I,

 

em sua maioria ricas em reservas lipídicas como a alface, o girassol, o rabanete, o repolho, o linho e a soja têm germinação inibida quando a concentração de oxigênio é reduzida para cerca de 2%. As sementes do tipo II são compostas, na maior parte, por espécies ricas em amido (ervilha) e por monocotiledôneas (arroz, milho, trigo, sorgo). As sementes do tipo II podem germinar em atmosferas com menos de 1% de oxigênio. Sob condições hipóxicas, a produção de energia pelas células cai mais em sementes ricas em lipídeos do que em sementes amiláceas, possivelmente por uma taxa de fermentação mais alta em sementes amiláceas. Respiração: O processo de germinação gera muitas enzimas e hormônios responsáveis pelo crescimento. Isso resulta na quebra de moléculas e na produção de açúcares consumidos na respiração e no crescimento. Além disso, o processo, com a liberação do gás carbônico, diminui o peso da semente.   Fatores Internos

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Inibidores de Germinação: O inibidor hormonal mais conhecido, e provavelmente o único, é o ácido abscísico (AAb). Sua localização nas sementes é bastante variável. Os tegumentos podem atuar no bloqueio à germinação pelo fornecimento de inibidores. Muitas barreiras são impostas pelos envoltórios das sementes ao embrião e, para que este os penetre, é necessário haver uma certa pressão de crescimento. A habilidade de crescer do eixo embrionário está relacionada, entre outros fatores, com a diminuição da concentração de inibidores na semente e/ou com o aumento da concentração nos tecidos de agentes promotores da germinação. Promotores de Germinação:

 

 

Tratamentos com certas substâncias químicas e pré-resfriamento têm

sido eficazes na promoção da germinação de algumas espécies. Além das giberelinas, outras substâncias têm mostrado resultados similares sobre a germinação de várias espécies. É possível que a atividade das citocininas, durante a germinação, esteja relacionada com o crescimento da radícula. É provável que haja interação das citocininas, giberelinas, inibidores, germinação/dormência, sendo a germinação o resultado do balanço existente entre eles. A concentração e a duração do tratamento dependem da espécie a ser tratada, e a principal vantagem desses compostos químicos é a facilidade de utilização e a rapidez na obtenção de resultados. Embora tenham sido observadas mudanças nos níveis de promotores do crescimento (giberelinas e citocininas) e inibidores (AAb) nas sementes, o papel dessas substâncias na germinação ainda é motivo de controvérsia.

  Avaliação da qualidade morfológica das sementes

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 A qualidade fisiológica das sementes é influenciada diretamente pelo genótipo, sendo máxima por ocasião da maturidade. A partir deste momento, alterações degenerativas começam a ocorrer, de modo que a qualidade fisiológica pode ser mantida ou decrescer, dependendo das 12 condições do ambiente no período que antecede a colheita, dos cuidados durante a colheita, secagem, beneficiamento e das condições de armazenamento. Partindo do princípio de que o uso de sementes de alta qualidade é fundamental para a instalação de uma cultura e sendo o teste de germinação o único indicativo oficial da qualidade fisiológica, mencionam algumas limitações apresentadas por este teste, que comprometem a avaliação da qualidade das sementes. Desta forma, pesquisadores têm procurado utilizar testes de vigor para confirmar a real qualidade das sementes. Além do mais, as empresas produtoras e as instituições oficiais têm incluído esses testes em programas internos de controle de qualidade e/ou para garantia da qualidade das sementes destinadas à comercialização. Um teste de vigor deve ser rápido, de fácil execução, não exigir equipamentos complexos, sendo também de baixo custo, devendo ser igualmente aplicável para determinar o vigor ora de uma semente como de um

 

lote delas e com eficiência para detectar tanto pequenas como grandes diferenças de vigor. A instalação de uma cultura geralmente é efetuada com base nos resultados do teste de germinação, realizado rotineiramente em laboratórios de análise de sementes. Sua condução segue instruções detalhadas apresentadas nas Regras para Análise de Sementes, editadas em diversos países, dentre os quais o Brasil (BRASIL, 1992), os testes de vigor de uso mais comum para espécies florestais é o índice de velocidade de germinação (IVG). Este teste baseia-se no princípio de que os lotes l otes que apresentam maior velocidade de germinação das sementes são os mais vigorosos, ou seja, há uma relação direta entre a velocidade de germinação e o vigor das sementes. O teste pode ser estabelecido conjuntamente com o teste de germinação, obedecendo as prescrições e as recomendações contidas nas regras para análise de sementes.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL, Ministério da Agricultura. Regras para análise de sementes . Brasília: SNDA, DNPV, 1992. 365 p. DROMBROSKI, J. L. D. Germinação de sementes. Mossoró: Universidade Federal do Semi-Árido, 2007. FAVARIN, J. L. Fisiologia da germinação, formação de mudas, propagação e plantio de café. Piracicaba: USP/Esalq, 2016. Disponível em: https://social.stoa.usp.br/articles/0046/7752/2a_aula-Fisiologia_germina__omudas-propaga__o-16.pdf. Acesso mudas-propaga__o-16.pdf.  Acesso em: 03 de dez de 2017. MORAES, J. V. Morfologia e germinação de sementes de Poecilanthe parviflora Bentham (Fabaceae  – Faboideae). Jabuticabal: Universidade Estadual Paulista, 2007.