Germinação

FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA

CURSO DE AGRONOMIA

Professor: Joseanny Cardoso da Silva Pereira

Disciplina: Fisiologia vegetal I

Germinação

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.

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 águaem torno de 70%, para manter as suas funções

metabólicas.

Desenvolvimento da semente

Após a fertilização, o desenvolvimento do embrião de uma Angiosperma é normalmente dividido em 3

fases:

Embriogênese

Maturação Dessecação

Desenvolvimento da sementeEmbriogênese

Marcada por intenso processo de divisão e diferenciação celular

Formação dos tecidos que irão constituir o

embrião e o endosperma.

Desenvolvimento da sementeMaturação

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

Desenvolvimento da sementeDessecação

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

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.

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.

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.

Embrião: eixo embrionário

Monocotiledôneas: além da radícula e da plúmula, possui coleóptilo e coleorriza.

Coleóptilo: bainha que protege a plúmula

Coleorriza: protege a radícula

Embrião: Eixo embrionário

Geralmente é pequeno em relação às outras partes da semente.

Plúmula

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.

O conteúdos dos cotilédones ou endosperma varia!

Amido: semente amilácea

Lipídeo: semente oleaginosa

Protéina: semente protéica

Endosperma do coco

No coco existem dois tipos de endosperma: carnoso e líquido!

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

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).

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

Exemplos dos tipos de germinação

HipógeaEpígea

Mamona cebola

Sorgo Seringueira

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)

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).

Tipos de dormência em sementes

1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o

embrião

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.

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.

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.

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.

Fatores que afetam a germinação: Longevidade

Em laboratório

Umidade da semente parece ser o fator mais

importante

O2

CO2

Aumento da umidade de 5 para 10%Aumento da temperatura de 20 para

40ºC

Redução da

viabilidade muito maior

Fatores que afetam a germinação: Longevidade

Fatores que afetam a germinação:

A entrada de H2O na semente: controlada pela permeabilidade do tegumento, pela disponibilidade de H2O

e pela composição química das reservas da semente. Condições ótimas de suprimento de H2O: a absorção de H2O

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

Fatores que afetam a germinação: Gases

Processo que requer energia

E quem fornece essa energia?

Respiração!

Processo que depende de O2

Na maioria das espécies, a redução de O2 inibe a germinação

Fatores que afetam a germinação:

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

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.)

Em termos metabólicos, a germinação pode ser dividida em 3 etapas

Embebição (Absorção de água);

Reativação 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.

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.

Fases do metabolismo da semente durante a respiração

Fase I

O2

Devido á hidratação e à ativação de

enzimas mitocondriais

envolvidas no CK e na CTE

A respiração estabiliza-se e o consumo de O2

aumenta lentamente.

Fase II

Entre as fases II e III, a germinação é completada com aemergência da radícula

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

Como ocorre a germinação de sementes em cereais?

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)

1º Hidratação ou embebição

2º Elevação da taxa respiratória

3º Ativação e síntese enzimática

4º Digestão de reservas

5º Mobilização e transporte de reservas

6º Crescimento e diferenciação de tecidos

Fases do processo germinativo

Fases do processo germinativo

1º Hidratação ou embebição

A primeira estrutura celular a sofrer ação por embebição de água é a membrana.

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.

2º Elevação da taxa respiratória

O2Devido 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.

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.

3º Ativação e síntese enzimática

Fases do processo germinativo

Durante a germinação, os órgãos de reserva (endosperma ou cotilédones) perdem massa

rapidamente.

4º 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

Fases do processo germinativo

4º Digestão de reservas

Fases do processo germinativo

Realizada por meio de células de transferência

5º Mobilização e transporte de reservas

Fases do processo germinativo

6º Crescimento e diferenciação de tecidos

Now you!

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