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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!
Now you!