Germinação

1. FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA CURSO DE AGRONOMIA Professor: Joseanny Cardoso da Silva Pereira Disciplina : Fisiologia vegetal I Germinação

2. Entrevista: O que é germinação? É o momento em que a plântula emerge do solo. É o momento em que a testa (casca) da semente se rompe e alguma parte do embrião emerge. É o conjunto de processos que estão envolvidos na transformação do embrião em uma plântula estabelecida.

3. O que é a semente? É uma estrutura simples, resultado do desenvolvimento de um óvulo fertilizado. Porém, fisiologicamente ela é extraordinárias! O embrião pode sobreviver por longos períodos com um conteúdo de água de 10% (na base de peso total) ou menos. Já os tecidos normais em crescimento precisam de um conteúdo de água em torno de 70% , para manter as suas funções metabólicas.

4. Desenvolvimento da semente Após a fertilização, o desenvolvimento do embrião de uma Angiosperma é normalmente dividido em 3 fases: Embriogênese Maturação Dessecação

5. Desenvolvimento da semente Embriogênese Marcada por intenso processo de divisão e diferenciação celular F ormação dos tecidos que irão constituir o embrião e o endosperma.

6. Desenvolvimento da semente Maturação Caracterizada primeiramente pela expansão celular e alocação de substâncias Proteínas, lipídeos e/ou carboidratos Cotilédones ou endosperma Aumento de MS na semente Final da fase de maturação: quando há o maior acúmulo de matéria seca nos tecidos da semente

7. Desenvolvimento da semente Dessecação Acentuado aumento na taxa de desidratação e ruptura de suas conexões tróficas com a planta O metabolismo cai acentuadamente, podendo entretanto persistir no embrião Fim da dessecação

8. O que será que tem na semente? Embrião : desenvolve-se a partir do zigoto diplóide , formado pela fusão de um núcleo gamético com a osfera . Endosperma : triplóide , proveniente da fusão dos núcleos polares com o segundo núcleo gamético. Tegumento : formado a partir dos integumentos que envolvem o óvulo, sendo portanto de origem materna.

9. Embrião Formado pelo eixo embrionário e por um ou dois cotilédones. Recebe esse nome porque inicia o crescimento em 2 direções É a parte vital da semente (tecido meristemático), tem função reprodutiva sendo capaz de iniciar divisões celulares, e de crescer.

10. Embrião: eixo embrionário Dicotiledôneas: plúmula , radícula e hipocótilo Plúmula : o conjunto da gema apical e das folhas primárias Radícula : raiz rudimentar; originará a raiz primária da nova planta. Hipocótilo : região do embrião localizada abaixo do ponto de inserção dos cotilédones e acima da radícula .

11. Embrião: eixo embrionário Monocotiledôneas: além da radícula e da plúmula, possui coleóptilo e coleorriza. Coleóptilo : bainha que protege a plúmula Coleorriza : protege a radícula

12. Embrião: Eixo embrionário Geralmente é pequeno em relação às outras partes da semente . Plúmula

13. Embrião: cotilédones Os cotilédones não têm capacidade de crescimento, tendo a função de reservar e/ou sintetizar alimentos. Gramíneas: único cotilédone é denominado de escutelo e tem a função de haustório, permitindo a translocação de alimentos do endosperma para o eixo embrionário.

14. O conteúdos dos cotilédones ou endosperma varia! Amido: semente amilácea Lipídeo: semente oleaginosa Protéina : semente protéica

15. Endosperma do coco No coco existem dois tipos de endosperma: carnoso e líquido!

16. Mas, porque, existem dois tipos de endosperma no coco? À medida que o fruto vai amadurecendo, passa a ocorrer também a divisão do citoplasma – o líquido que recheia todas as células – com formação da parede celular das células periféricas, dando origem à polpa. Células originais dividem apenas o núcleo quando começam a multiplicar Outras tipos dividem a célula inteira Esses núcleos que ficam soltos formam um endosperma líquido

17. Sementes de cerais possuem uma camada viva! Durante a germinação, a camada de aleurona fornece as enzimas hidrolíticas que digerem as reserva presentes no endosperma O nome dessa camada é aleurona (circunda o endosperma).

18. Existem dois tipos de germinação Hipógea : em que os cotilédones ou o grão permanecem sob o solo e não se tornam fotossintetizantes Epígea : em que os cotilédones ou o endosperma ficam acima do solo e podem se tornar verdes e fotossintetizantes Vídeo

19. Exemplos dos tipos de germinação Hipógea Epígea Mamona cebola Sorgo Seringueira

20. Tipos de dormência em sementes 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião Existem 2 tipos: 2. A dormência inerente ao embrião ( fisiológica)

21. Tipos de dormência em sementes 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião Essa dormência é também referida como dormência física ou tegumentar . O embrião de tais sementes germina prontamente na presença de água e oxigênio, desde que o tegumento ou outros tecidos que o circundam sejam removidos ou, de alguma forma, danificados ( escarificação química com ácidos ou física com lixas).

22. Tipos de dormência em sementes 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião

23. Tipos de dormência em sementes 2. A dormência inerente ao embrião ( fisiológica) Perda da dormência: nítida queda na relação ABA/ GAs Presença de inibidores: ABA Ausência de promotores: GA ABA: parece inibir a síntese de enzimas hidrolíticas dependentes de GAs , como por exemplo, a enzima α -amilase .

24. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Longevidade das sementes: as sementes perdem a viabilidade com o tempo Ortodoxas : teor de água varia entre 5 e 10% da sua massa fresca e podem ser desidratadas a níveis baixos de umidade.

25. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Intermediárias : toleram a dessecação entre 10 e 13% de umidade, mas quando desidratada a 7% perdem significativamente a viabilidade.

26. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Recalcitrantes : teor de água varia entre 60 e 70% de sua massa fresca, não tolerando dessecação em níveis de umidade de 15 a 20%; viabilidade curta.

27. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Em laboratório Umidade da semente parece ser o fator mais importante O 2 CO 2 Aumento da umidade de 5 para 10 % Aumento da temperatura de 20 para 40ºC Redução da viabilidade muito maior

28. Fatores que afetam a germinação: Longevidade

29. Fatores que afetam a germinação: A entrada de H 2 O na semente: controlada pela permeabilidade do tegumento , pela disponibilidade de H 2 O e pela composição química das reservas da semente . Condições ótimas de suprimento de H 2 O: a absorção de H 2 O pela semente possui 3 fases distintas Fase I: embebição , com duração de 8 a 16 h Fase II: intenso transporte das substâncias quebradas na fase I, do tecido de reserva para o tecido meristemático Fase III : as substâncias que foram transportadas na segunda fase se reorganizam para a formação da parede celular, permitindo que o eixo embrionário se desenvolva

30. Fatores que afetam a germinação: Gases Processo que requer energia E quem fornece essa energia? Respiração! Processo que depende de O 2 Na maioria das espécies, a redução de O 2 inibe a germinação

31. Fatores que afetam a germinação:

32. Fatores que afetam a germinação: Muitas outras, incluindo a maioria das espécies cultivadas, não são afetadas pela luz, ou seja, elas germinam na luz ou no escuro. Fotoblásticas positivas: a luz estimula o processo de germinação Fotoblásticas negativas: a germinação é inibida pela luz

33. Metabolismo da semente durante a respiração Durante a maturação: organelas e macromoléculas são formadas Quando a germinação inicia, ocorre a reativação dessas organelas e macromoléculas A quebra de reservas , gera ATP e esqueletos de carbono para o crescimento da plântula ( formação de novas proteínas , organelas, etc .)

34. Em termos metabólicos, a germinação pode ser dividida em 3 etapas Embebição (Absorção de água ); R eativação de organelas e macromoléculas preexistentes na semente, formadas durante a maturação; Quebra das reservas da semente e sua respiração, gerando ATP como fonte de energia e esqueletos de carbono para o crescimento da plântula .

35. Como acontece o processo de respiração na semente em germinação? Antes da plântula se tornar autotrófica, o desenvolvimento do eixo embrionário é dependente das reservas, contidas no endosperma ou cotilédones , as quais precisam ser degradadas. Nesse aspecto, a respiração nas sementes em processo de germinação constitui um caso de particular interesse.

36. Fases do metabolismo da semente durante a respiração Fase I O 2 Devido á hidratação e à ativação de enzimas mitocondriais envolvidas no CK e na CTE A respiração estabiliza-se e o consumo de O 2 aumenta lentamente . Fase II Entre as fases II e III, a germinação é completada com a emergência da radícula

37. Tem-se um 2º aumento na taxa de respiração, devido a síntese de novas mitocôndrias nas células do eixo embrionário em crescimento. Nos tecidos de reserva, há também aumento no nº de mitocôndrias. Fase III Esta fase mostra uma queda na taxa de respiração e ocorrem somente nos tecidos de reserva, coincidindo com sua senescência pela exaustão das reservas estocadas. Fase IV Fases do metabolismo da semente durante a respiração

38. Como ocorre a germinação de sementes em cereais?

39. Ação da giberelina em braquiarão Efeito de níveis crescentes de ácido giberélico sobre a germinação de sementes dormentes de Brachiaria brizantha cv. Marandu (Vieira et al. 1998)

40. 1º Hidratação ou embebição 2 º Elevação da taxa respiratória 3 º Ativação e síntese enzimática 4 º Digestão de reservas 5 º Mobilização e transporte de reservas 6º Crescimento e diferenciação de tecidos Fases do processo germinativo

41. Fases do processo germinativo 1º Hidratação ou embebição A primeira estrutura celular a sofrer ação por embebição de água é a membrana.

42. 1º Hidratação ou embebição Processo de dessecação: as membranas alteram seu estado físico, passando do estado cristalino líquido, mais fluido, para o estado de gel, menos fluido . Fases do processo germinativo Sob esta condição, ocorre um efeito de empacotamento e aproximação das moléculas, restringindo seu movimento .

43. 2 º Elevação da taxa respiratória O 2 Devido á hidratação e à ativação de enzimas mitocondriais envolvidas no CK e na CTE. Fases do processo germinativo Nessa fase, a disponibilidade de açúcares, principalmente sacarose, rafinose e estaquiose , mantém a respiração. A mobilização das principais substâncias de reserva - amido, proteínas e lipídios - ocorre após o início do crescimento do embrião, na fase III da embebição .

44. Fases do processo germinativo A síntese protéica inicia-se logo após a hidratação, a partir de substratos (enzimas, RNAt , ribossomos, RNAm etc.) presentes na semente madura e reativados com a embebição . Algumas das proteínas produzidas assumem importante função enzimática nas sementes, sendo responsáveis pela mobilização dos tecidos de reserva, como por exemplo, o amido. 3 º Ativação e síntese enzimática

45. Fases do processo germinativo Durante a germinação, os órgãos de reserva (endosperma ou cotilédones) perdem massa rapidamente . 4 º Digestão de reservas O material proveniente da degradação das reservas é transportado para o eixo embrionário e dividido entre as diversas partes da nova planta (raiz e parte aérea ). Estas reservas consistem, principalmente, de carboidratos, proteínas e lipídios

46. Fases do processo germinativo 4 º Digestão de reservas

47. Fases do processo germinativo Realizada por meio de células de transferência 5º Mobilização e transporte de reservas

48. Fases do processo germinativo 6º Crescimento e diferenciação de tecidos

49. Now you!

50. Now you!