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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO CAMPUS DE SINOP INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS CURSO DE AGRONOMIA REINDUÇÃO DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM SEMENTES GERMINADAS DE MILHO (Zea mays L.) SUELEN CAROLINE HEEP SINOP MT Outubro 2016

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS

CURSO DE AGRONOMIA

REINDUÇÃO DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM SEMENTES

GERMINADAS DE MILHO (Zea mays L.)

SUELEN CAROLINE HEEP

SINOP – MT

Outubro – 2016

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS

CURSO DE AGRONOMIA

REINDUÇÃO DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM SEMENTES

GERMINADAS DE MILHO (Zea mays L.)

SUELEN CAROLINE HEEP

PROF. DR. CARLOS VINICIO VIEIRA

Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado ao Curso de Agronomia do ICAA/CUS/UFMT, como parte das exigências para a obtenção do Grau de Bacharel em Agronomia.

SINOP – MT

Outubro - 2016

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DEDICATÓRIA

Dedico aos meus pais, Lizete e Mario, minha irmã Gabriela

e meus avós, Eleutério (in memorian) e Glaci, sempre presentes em mim.

“Acredite:

Muitas das cancelas e porteiras que vislumbramos em nosso destino e que resguardam

tantas coisas que almejamos não possuem cadeados...

Talvez uma tramela, tão somente...

Basta “apeiar” e ter coragem de abrí-las...

Quem tem sede de caminhos necessita ser estrada...” Caine Teixeira Garcia

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AGRADECIMENTOS

Agradeço principalmente aos meus pais, vovó Glaci e meu falecido vovô Eleutério, e a

Coda, pela criação que recebi, ensinamentos, puxões de orelha, cuidado e carinho, à minha

irmã Gabi, minha prima Tati, irmã de criação e coração, Bruninho, pelo companheirismo,

amizade, incentivo, amor, muito obrigado por serem minha família, se pudesse escolher,

seriam vocês, meus amores eternos.

Aos amigos que a faculdade me deu, seja os desde o início dessa caminhada, como os que

apareceram pelo caminho, nos momentos ruins, nos melhores, de descontração, de estudo,

nos de ócio, de todas as horas, amo todos e agradeço pela ajuda, conselhos, carinho, pelos

puxões de orelha, sinceridade, de tomar uma, mas só uma! Raúna, Guilherme, Priscila, Ana

Flávia, Luana, Naiara, Núbia, César (Pato), Leonardo e aos demais que se fizeram

presentes nesse tempo todo, muito obrigada, espero poder sempre estar presente do

mesmo modo que foram pra mim, que a amizade se estenda pra vida toda.

As minhas amigas especiais, que mesmo não estando comigo aqui o tempo todo sempre

me incentivaram, apoiaram, me trouxeram alegrias, renderam histórias, diferentes, mas

especiais de igual modo, sempre se fizeram presentes e quero que assim continue pra

sempre, amo vocês, Gessica e Dayane.

Agradeço ao meu orientador, Professor Carlão, que também foi um dos meus melhores

professores, ao Célio, Ramiro e a Ellen pela ajuda no laboratório, Marcelo pela ajuda no

trabalho. Ao Ricardo, Fabio, Thiago, Netão e Eduardo, muito obrigada pelo aprendizado e

companheirismo no estágio.

E por tudo que Deus me proporcionou, a vida, aos familiares, amigos, alegrias e momentos

difíceis que me serviram de lição, aprendizado e crescimento pessoal.

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SUMÁRIO

RESUMO..................................................................................................................................8

ABSTRACT..............................................................................................................................9

1. INTRODUÇÃO............................................................................................................10

2. REVISÃO LITERÁRIA................................................................................................12

2.1 A Cultura do Milho................................................................................................12

2.2 Aspectos da Germinação na Cultura do Milho (Zea mays L.)..............................13

2.3 Tolerância à dessecação......................................................................................14

2.4 Reindução da Tolerância à Dessecação Pós Protrusão da Raiz Primária em

Sementes..............................................................................................................17

3. MATERIAL E MÉTODOS...........................................................................................19

3.1 Germinação das Sementes de Milho....................................................................19

3.2 Método de Secagem e Reidratação das Sementes.............................................19

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES...............................................................................21

5. CONCLUSÃO.............................................................................................................25

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................................26

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RESUMO

A cultura do milho apresenta grande importância mundial, principalmente para alimentação

animal na produção de carnes, sendo o Brasil um dos maiores produtores mundial do grão.

Com o crescimento de fenômenos climáticos adversos para a produção, objetivou-se no

trabalho avaliar a capacidade de manter a tolerância à dessecação após a germinação das

sementes de milho. As sementes protundidas foram submetidas a diferentes tempos de

desidratação, de 6, 12, 24, 48, 72, 84 e 96 horas em sílica gel, diminuindo seu teor de água

para até 10,22%. Houve posterior reidratação das sementes, para a retomada de

crescimento, onde a menor taxa de sobrevivência foi de 71%, afirmando assim que houve

satisfatória reindução da tolerância à dessecação em sementes germinadas de milho (Zea

mays L.).

Palavra-chave: dessecação, milho, reindução, Zea mays L.

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ABSTRACT

The culture of maize has great importance worldwide, mainly for animal feed in meat

production, with Brazil one of the largest world producers of grain. With the growth of

adverse weather phenomena for the production, the aim in this study was to evaluate the

ability to maintain tolerance to desiccation after germination of corn seed. The prestressed

seeds were submitted to different dehydration times of 6, 12, 24, 48, 72, 84 and 96 hours on

silica gel, reducing its water content up to 10,22%. There were rehydration seeds, for the

resumption of growth, where the lower survival rate was 71%, stating that there was so

satisfactory re-induction of desiccation tolerance in maize germinated seeds (Zea mays L.).

Keyword: desiccation, Corn, re-induction, Zea mays L.

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1. INTRODUÇÃO

A cultura do milho possui importância mundial devido ao seu uso na alimentação

animal e na humana, na produção de óleos e, em alguns países, na fabricação de etanol.

Em virtude de sua localização, o Brasil apresenta condições que permitem que o milho seja

cultivado em quase toda sua área agrícola (POTTKER, 2000). No país a cultura encontra-se

entre as espécies mais cultivadas, atingindo uma área total de 15,4 milhões de hectares

dividida em dois períodos, milho safra e safrinha, com estimativa total de média de 5400

Kg/ha, uma produção de 83,5 milhões de toneladas do grão (CONAB, 2016).

O estresse por baixa disponibilidade hídrica é um dos fatores que mais limitam o

desenvolvimento e a produtividade agrícola. Mais de 90% da área de milho cultivada no

mundo é de sequeiro, e as perdas em produtividade anual em decorrência da seca ficam em

torno de 15% do potencial de rendimento total, as perdas são mais intensas em regiões

tropicais que dependem de temporadas de chuvas relativamente imprevisíveis para o

desenvolvimento da cultura (EDMEADES, 2008). Durante a germinação das sementes,

ocorre uma série de reações de hidrólise e síntese de substâncias e tecidos os quais exigem

plena disponibilidade de água. Além de mediar os processos metabólicos do

desenvolvimento, a água é responsável pela manutenção da organização do sistema de

membranas celulares (MARCOS FILHO, 2005).

Sementes ortodoxas, como as do milho, passam por uma redução natural do teor de

água no final do processo de desenvolvimento, ficando num estado seco quiescente, o que

possibilita o seu armazenamento e sobrevivência nas várias condições ambientais

(BEWLEY e BLACK, 1985). Durante o período de formação e maturação das sementes, a

água assume papel crucial, atuando inicialmente na expansão e divisão celular e,

posteriormente, como veículo para os produtos da fotossíntese que farão parte dos tecidos

da semente ou serão armazenados para futura utilização nas fases iniciais da germinação.

Sementes maduras de milho, à medida que sofrem desidratação natural, tornam-se

tolerantes a temperaturas de secagem elevadas em consequência de mudanças físicas,

fisiológicas e bioquímicas que ocorrem juntamente com a redução do teor de água

(HERTER e BURRIS, 1989; CHEN e BURRIS, 1991).

A tolerância à dessecação é a capacidade que alguns organismos têm de tolerar a

perda de mais de 90% do seu conteúdo total de água e retomar o metabolismo e

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desenvolvimento normal após a reidratação (COLVILLE e KRANNER, 2010). A sensibilidade

à dessecação é um fenômeno fisiológico complexo e envolve uma série de mecanismos

deletérios e/ou protetores dependendo das condições da dessecação (LI e SUN, 1999).

Após a germinação, a tolerância à dessecação é gradativamente reduzida, a raiz primária é

a primeira parte a perder a tolerância logo após a protrusão, que é totalmente perdida com o

desenvolvimento da plântula (BUITINK et al., 2003). Estudos realizados com outras

espécies mostraram que a tolerância à dessecação pode ser reestabelecida em sementes

ortodoxas germinadas, a espécie Medicago truncatula com até 2,0 mm de raiz primária

retomaram o crescimento em condições apropriadas de germinação (BUITINK et al., 2003;

FARIA et al., 2005). Sementes que apresentam tolerância à dessecação apresentam-se

importantes em estudos relacionados à reindução de tolerância à dessecação.

Como não há estudos relacionados à reindução da tolerância a dessecação em

sementes germinadas de milho submetidas à secagem, ou efeitos de estresse hídrico, o

objetivo do trabalho foi de avaliar a capacidade de tolerância à dessecação em sementes

protundidas de milho e a sua reindução de tolerância à dessecação, dispostas à secagem

com uso de sílica gel em sementes de milho.

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2. REVISÃO LITERARIA

2.1 A Cultura do Milho

Pertencente à família Poaceae, do grupo das angiospermas, o milho (zea mays L.) é

uma cultura adaptável a diferentes condições ambientais. Planta anual, ereta, com 1 a 4

metros de altura, robusta e com alto potencial produtivo, arquitetada para a produção de

grãos. De acordo com Aldrich (1982) a planta de milho possui enorme eficiência em

armazenar energia. De uma semente que pesa pouco mais de 0,3 g origina-se uma planta

com mais de 2,0 m de altura, dentro de um espaço de tempo de nove semanas produzindo

cerca de 600 a 1.000 sementes. Originária da América Central com cultivo desenvolvido e

em evolução a aproximadamente 10 mil anos. O milho é o cereal mais cultivado no mundo,

sendo o Brasil o terceiro maior produtor mundial do grão, e o estado do Mato Grosso o

maior produtor nacional (MAPA, 2016).

Apesar de sua adaptabilidade apresenta necessidade de muita radiação solar,

temperaturas em torno de 24° e 30° e boa disponibilidade hídrica. Essa é uma cultura de

rendimento muito variável, em função de déficits hídricos causados por variações climáticas,

cujo efeito depende da intensidade, época e duração em relação ao ciclo de crescimento e

desenvolvimento da planta (JURGENS et al., 1978 ; CUNHA & BERGAMASCHI, 1992).

Modificações no comportamento climático observado nas últimas décadas e as

projetadas para o futuro próximo trarão, provavelmente, alterações no ciclo hidrológico

afetando o desenvolvimento das culturas, sua produção e o consumo de água

(VÁRALLYAY, 2010). As restrições originadas por indisponibilidade de água do solo ou pela

alta demandam evaporativa, ativam mecanismos fisiológicos que possibilitam a planta a

tolerar e amenizar as limitações, alterando o crescimento e desenvolvimento, e até mesmo

minimizando as perdas na produção final. A cultura necessita aproximadamente 600 mm de

precipitação para expressar um bom potencial produtivo. O período do pendoamento e

formação dos grãos necessita de aproximadamente 7 mm diários, podendo aumentar a

necessidade caso as temperaturas sejam muito elevadas e se submetido à seca, gera

grandes perdas de produtividade. Períodos de seca no início do desenvolvimento da cultura

podem estimular um melhor desenvolvimento radicular, desde que, haja água disponível

abaixo da faixa de 20 cm, dita como camada agricultável do solo (MAGALHÃES, 2002).

Mecanismos como o sistema radicular extenso, pequeno tamanho de células, cutícula foliar

espessa e cerosa, a frequência estomática, acúmulo de metabólitos intermediários, o ajuste

osmótico e a resistência à desidratação das células podem contribuir a resistência à seca

(MAGALHÃES, 1995).

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O submetimento a estresse hídrico no período de germinação é raro, pois a planta

necessita de 2,5 mm diário em clima quente e seco, mas devido a intempéries registradas

nos últimos anos, o plantio tardio pode sofrer com secas e não atingir esse nível de

precipitação, o que pode prejudicar o estabelecimento da cultura, diminuindo o estande,

havendo por vezes a necessidade de replantio em casos mais agravantes.

2.2 Aspectos da Germinação na cultura do Milho (Zea mays L.)

O padrão mínimo de plântulas normais em testes de germinação, exigido para

comercialização de sementes de milho no Brasil, é de 85% (ABRASEM, 2013), porém sabe-

se que as informações previstas em teste de germinação não são precisas para o

comportamento das sementes em condições de campo, principalmente quando as

condições são adversas.

Germinação de uma semente é a reativação do crescimento do embrião, resultando

na ruptura da cobertura da semente e na emergência da plântula (COPELAND &

McDONALD, 1995). A embebição de sementes maduras e viáveis promove a reativação dos

sistemas metabólicos existentes, levando à síntese de novos componentes que promovem

expansão e divisão celular enquanto a plântula se estabelece (CASTRO; BRADFORD;

HILHORST, 2004). As atividades metabólicas da semente que culminam com a efetiva

retomada de crescimento pelo eixo embrionário se aceleram à medida que a semente, posta

no substrato apropriado, absorve água (CARVALHO e NAKAGAWA, 2000). Após a fase

inicial de absorção, os potenciais hídricos da semente e do solo tendem a ficar muito

próximos e o fluxo inicialmente estabelecido pode ser alterado por qualquer redução do

potencial hídrico (YOUNG et al., 1983) ou por problemas na condutividade hidráulica do solo

(COLLIS-GEORGE e HECTOR, 1966). Porém a resposta das sementes a diferentes graus

de embebição varia, podendo ocorrer germinação, deterioração e em níveis mais críticos

podendo ocorrer a morte das mesmas. A redução progressiva do potencial hídrico do solo

apresenta tendências de redução na porcentagem e nas velocidades de germinação e de

emergência (PIANA, 1980; YOUNG et al., 1983). Restrições na disponibilidade hídrica

relacionam-se com limitações na divisão e no crescimento celular, apresentando prejuízos

ao desenvolvimento das plântulas que tendem então a apresentar anormalidades (ROGAN

e SIMON, 1975; HEGARTY, 1978).

Segundo Popinigis (1977), para que a germinação ocorra é necessário um teor

mínimo de água, que varia de espécie. Esse valor de potencial hídrico, abaixo do qual a

germinação não ocorre no milho (cv. AL-34), é a partir de -0,81 MPa, condição em que a

semente apresenta teor de água em torno de 25%. Em um trabalho conduzido por Martinelli,

Martins e Nakagawa (2000), em condição de estresse hídrico não há diferenças na

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porcentagem de germinação das sementes pelo tamanho do grão, porém foi verificado

diferenças na emissão de raiz primária, nas quais as sementes menores apresentaram

maior taxa de emissão. Mesmo assim, abaixo de -0,81 MPa, a germinação foi inibida

completamente em todas as classes de sementes. Por mais que a germinação ocorra, o

atraso na emergência proporciona uma ampliação no tempo de exposição à ação dos

patógenos (MARCOS FILHO, 1986). Conforme Copeland (1995), o solo, em situação de

capacidade de campo, possibilita a máxima germinação. No entanto, a germinação ainda

ocorre com teores de água do solo situados entre a capacidade de campo e o ponto de

murcha permanente (DONEEN e McGILLIVRAY, 1943). Porém no trabalho do autor foi

constatado que em um valor intermediário de -0,81 MPa, até possibilitou à semente atingir o

teor de água de 25% e emitir a raiz primária, porém não foi suficiente para que a plântula

desse continuidade ao desenvolvimento e emitisse todas as estruturas necessárias para a

sua sobrevivência. Segundo alguns autores, o teor de água do substrato mais propício para

emergência de plântulas está na faixa de 40% a 60% da capacidade de saturação do solo.

Resultados obtidos por Piana e Rodrigues da Silva (1998), mostram que em ambiente de

hidratação inferior à -15 atm, no 14o dia após a semeadura, sementes apresentavam-se

com aspecto de não haverem absorvido água e em ambiente de -15 atm as sementes

apresentavam-se intumescidas. O fato de não ocorrer emergência nestes potenciais hídricos

concordam com dados de Hunter & Erickson (1952), que colocam -12,5 atm como valor

mínimo para desencadear o processo de germinação.

Comum no campo situações de déficit hídrico onde até ocorre a hidratação da

semente, mas não a germinação, as sementes que não atingiram teor de água que permita

seu desenvolvimento podem até tolerar essa condição de estresse, e na supressão desta

condição, continuar o processo de estabelecimento ou morrer por causas fisiológicas ou

patológicas. Assim, sementes de alto vigor mostraram que uma vez expostas às condições

adversas de estresse hídrico, possivelmente utilizam a energia para possibilitar o

crescimento da raiz e o desenvolvimento completo da plântula, e as sementes de baixo

vigor, apresentando alta deterioração e baixo nível de energia, não conseguem superar

condições adversas e apresentam desempenho inferior nessas condições (HEGARTY,

1977).

2.3 Tolerância à Dessecação

A tolerância à dessecação é um fenômeno complexo, envolvendo a interação de

ajustes metabólicos e estruturais, permitindo que as células resistam a perdas consideráveis

de água sem a ocorrência de prejuízos acentuados (MARCOS FILHO, 2005). Sabe-se que a

tolerância de sementes à dessecação decresce à medida que a germinação avança, sendo

inibida ou perdida geralmente a partir da protrusão da raiz primária (BEWLEY e BLACK,

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1994). Reisdorph e Koster (1999), estudando a perda progressiva da tolerância a

dessecação em sementes germinadas de Pisum sativum, encontraram maior sensibilidade

na região da raiz primária, demonstrando ser esta a primeira a sofrer danos por secagem,

Buitink et al. (2003), também observou que em sementes em processo germinativo, a raiz

primária é a primeira estrutura a perder tolerância à dessecação. Assim, diversos autores

obtiveram sucesso em trabalhos utilizando tamanho de raiz primária como modelo

experimental para avaliação de alterações ocorridas durante a perda da tolerância à

dessecação.

Segundo Parcy et al.(1994), sementes ortodoxas em seu processo de

desenvolvimento apresentam duas etapas importantes em seu desenvolvimento fisiológico,

uma no período de maturação da semente, que é quando adquire a tolerância, e a segunda

no processo germinativo que é quando a semente perde essa capacidade. Durante a

maturação, ocorre a ativação de mecanismos relacionados à tolerância à dessecação e

redução dos demais processos, ocorrendo o oposto durante a germinação (KERMODE e

FINCH-SAVAGE, 2002; NEDEVA e NIKOLOVA, 1997; PARCY et al.,1994).

Sementes ortodoxas, como o milho, passam por uma redução natural do teor de

água no final do processo de desenvolvimento, possibilitando seu armazenamento e

sobrevivência em diferentes condições ambientais. Essa dessecação tem um papel

importante no término do desenvolvimento e preparo da semente para germinação após

reidratação. Tem sido demonstrado que essas sementes não germinam e também não

apresentam síntese de enzimas essenciais à germinação se não passarem por essa

secagem natural que ocorre na pós-maturação ou se não forem submetidas à secagem

artificial em determinado estádio do seu desenvolvimento (KERMODE e BEWLEY, 1989).

A tolerância à dessecação é adquirida na fase de acúmulo de reservas e pode ser

induzida por meio de secagem lenta artificial, em determinados estádios de desenvolvimento

(VERTUCCI e FARRANT,1995). Um estudo conduzido por Dekkers (2015), onde se fez a

divisão entre quatro momentos, na ruptura da testa, protrusão da raiz, com uma raiz

principal de 3 a 5 mm de comprimento, e com o aparecimento dos primeiros pêlos

radiculares apresentou que nas primeiras três fases, as sementes foram capazes de

suportar a dessecação após um tratamento em PEG (polietilenoglicol) e taxas de

sobrevivência das mudas foram perto de 100%, já na ultima fase este número caiu para 20-

40% indicando que esta capacidade de tolerância à dessecação era em grande parte

perdida nesta fase. Outra característica notável era que diferente partes de sementes

apresentaram níveis variáveis de reindução de tolerância à dessecação como em

Arabidopsis, os cotilédones foram o tecido mais tolerante seguido dos hipocótilos e raízes. O

provável final da fase de aquisição de tolerância à dessecação em sementes de milho

ocorre a partir do estádio 3 de linha de leite (LL-3) (FARIA et al. 2004). A medida que

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perdem água, lentamente adquirem tolerância à secagem em temperaturas mais elevadas.

Diversas mudanças bioquímicas ocorrem nas células das sementes para prepará-las para

tolerar a perda de água de seus tecidos. Dentre essas mudanças, está a síntese de

proteínas na fase final de maturação, conhecidas como “LEA” (Late Embriogenesis

Abundant) (BEWLEY e BLACK, 1994), cuja detecção e acúmulo nas fases finais do

desenvolvimento de sementes têm sido correlacionados com aquisição de tolerância à

dessecação em várias espécies (BLACKMAN et al., 1991; THOMMAN et al., 1992;

KERMODE,1997). O padrão de acúmulo, a ocorrência abundante e as características físicas

de resistência à desnaturação e hidrofilicidade das proteínas LEA sugerem seu papel na

tolerância à dessecação, protegendo os componentes celulares da falta de água,

promovendo ajuste osmótico ou substituindo a água (HAN et al. 1997). Segundo Thomann

(1992), proteínas LEA moduladas por ABA, acumulam em embriões de sementes de milho,

durante a secagem lenta, fase correspondente à aquisição de tolerância à dessecação.

Em sementes de milho, o acúmulo de radicais livres bem como a intensificação da

peroxidação de lipídios e de esterificação de fosfolipídios foram associadas à perda de

tolerância à dessecação (LEPRINCE et al., 1994a, 1994b e 1995). O tratamento de

secagem imposto prematuramente ou como ocorre nas fases finais do desenvolvimento de

sementes de milho, age como um sinal para o estímulo à síntese de a-amilase (ROSA,

2004). Estas enzimas são produzidas pela camada de aleurona em resposta à síntese do

ácido giberélico (GA3), após a redução do conteúdo do ácido giberélico, quando a semente é

submetida à secagem, seja natural na fase pós-maturação ou artificial, em estádios mais

precoces do desenvolvimento (EVANS et al., 1975; ARMSTRONG et al., 1982).

Sementes de milho apresentam redução gradativa da sensibilidade à dessecação

após a maturidade e quando submetidas a uma secagem prévia em baixa temperatura

(35ºC), adquirem tolerância à secagem a 50ºC (HERTER e BURRIS, 1989; ROSA, 2004).

Nessas sementes ocorreu indução de tolerância à alta temperatura, em decorrência da

ativação de mecanismos de defesa contra os efeitos danosos da retirada de água,

observados por Chen e Burris (1991). Borowski (1995) e Mao (1995) verificaram que

mutantes de milho, intolerantes à dessecação e que não produzem ácido abscísico e nem

proteínas LEA, após a imposição do estresse de água apresentaram tolerância, em resposta

à aplicação exógena de ácido abscísico.

Enzimas associadas exclusivamente a processos pós-germinativos têm sua

produção induzida pela secagem da semente durante seu processo de desenvolvimento e

maturação. É fundamental, porém, que a dessecação seja controlada, pois existe diferença

entre a secagem rápida e a secagem lenta. A secagem lenta de sementes imaturas de soja,

por exemplo, resultou em sementes viáveis, com degradação de clorofila e formação de

enzimas específicas da germinação, enquanto a secagem rápida resultou em sementes

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inviáveis, de coloração verde e sem formação das enzimas de germinação (ADAMS et al.

1983). Autores concluíram, então, que a secagem provavelmente atua nos processos finais

de desenvolvimento, preparando a semente para a germinação e para o crescimento da

plântula. Em sementes de milho, a aquisição de tolerância à secagem sob alta temperatura

é associada à atividade da enzima catalase e pouco associada à atividade das enzimas

superoxido dismutase e peroxidase. Sementes de milho tolerantes à alta temperatura de

secagem apresentam maior quantidade de proteínas LEA, bem como maior síntese de

enzimas a-amilase, do que sementes intolerantes.

2.4 Reindução da Tolerância à Dessecação Pós Protrusão da Raiz Primária em

Sementes

Black & Pritchard (2002) colocam a desidratação como muito prejudicial durante os

processos de germinação e aos que sucedem, pois provoca danos que incidem no cito

esqueleto como resultado de mudanças que ocorrem no volume celular. Essa rápida

remoção de água também pode ocasionar danos as membranas, mudança de pH,

cristalização de solutos, desnaturação de proteínas. Dekkers et al. (2015) também coloca

que a resposta à dessecação compreende um conjunto complexo de mecanismos de

proteção contra estresses mecânicos causados pela remoção de água, incluindo a

modificação da parede celular, membranas, do cito esqueleto, e compactação da cromatina.

A secagem lenta propicia maior homogeneidade na perda de água, propiciando tempo

necessário para que as sementes germinadas possam fazer novamente síntese de

moléculas e substâncias que atuam na proteção dos tecidos durante a secagem (VIEIRA,

2008). A estabilidade do DNA durante a desidratação e sua capacidade de reparo durante a

reidratação são componentes essenciais de um mecanismo de tolerância completo. A

manutenção da informação genética é fundamental para a tolerância à dessecação e

sobrevivência da célula após a desidratação e reidratação (OSBORNE e BOUBRIAK, 1997).

Buitink et al.(2003) aponta que o estresse moderado pode restabelecer a tolerância a

dessecação em sementes ortodoxas germinadas sensíveis a dessecação, e também sugere

que o ABA e o estresse osmótico agem como dois estímulos independentes necessários

para reinduzir à tolerância à dessecação, o tratamento osmótico poderia inibir o crescimento

radicular até que o ABA fosse acumulado e desempenhasse suas funções. Sreedhar et al.

(2002), em um estudo com embriões somáticos de alfafa, observou que outro efeito

importante do ABA, é a redução de danos celulares devido à proteção de atividades

metabólicas. Assim, o ácido abscísico (ABA) previne a ocorrência da germinação e

desempenha importante papel nos eventos que determinam a tolerância à dessecação.

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Segundo Buitink. et al. (2003) parâmetros que influenciam o restabelecimento da

tolerância à dessecação são temperatura, potencial hídrico e tamanho da raiz primária

protundida, assim como também observou que essa é a primeira estrutura a perder

tolerância à dessecação, e em um trabalho conduzido por Costa (2016), afirma que raiz

primária é sim o órgão mais sensível à dessecação, porém a capacidade de produzir raízes

laterais é a chave para a sobrevivência das sementes germinadas. A indução da tolerância à

dessecação em sementes germinadas, provavelmente, esteja relacionada com a ativação

de genes responsáveis por vários sistemas de reparo que agem sinergicamente (BOUDET

et al.,2006).

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3. MATERIAL E MÉTODOS

O Trabalho foi realizado no Laboratório de Sementes da Universidade Federal de

Mato Grosso, no Campus de Sinop.

Foram utilizadas sementes de milho (Zea mays L.) cultivar RK3014, um híbrido triplo

convencional, com certa tolerância a seca e ciclo precoce, da empresa KWS Sementes S.A,

sementes tratadas com fungicida, apresentando 100% de pureza e 89% de germinação

(plântulas normais).

As sementes foram caracterizadas quanto ao teor de água e porcentagem de

protrusão de raiz primária, sendo que o teor de água foi determinado pelo método estufa a

105 ± 3°C por 24 horas (BRASIL, 2009), e a porcentagem de germinação foi avaliada por

meio da semeadura de quatro subamostras de 30 sementes em ágar à temperatura de

25ºC, com leitura após 72 horas de em câmara de germinação.

3.1 Germinação das Sementes de Milho

As sementes de milho a serem germinadas foram colocadas em caixas plásticas

transparentes (gerbox) de 11 x 11 x 3,5 cm, em meio ágar cultura vegetal a 6g/L, mais

prático do que o uso de papel para germinação. Foram postas para germinação 150

sementes por tratamento, no total 8 tratamentos, para que houvesse quantidades de

embriões germinando suficientes para suprir a demanda por plântulas a serem retiradas

para as repetições de cada tratamento.

3.2 Método de Secagem e Reidratação das Sementes

As plântulas foram retiradas assim que protundidas, as repetições não foram todas

simultâneas, então cada tratamento foi dividido em 4 repetições de 25 plântulas e 1

repetição de 30 sementes para teste de umidade, onde todas foram submetidas a secagem.

As plântulas foram dispostas à secagem em telas de 11 x 11 sobre sílica gel em caixas

plásticas vedadas, com controle de umidade relativa (UR%) de 14%, medido com auxílio de

Data logger (HOBO U14-001) e temperatura controlada a 26°C.

A sílica gel, cuja fórmula química é SiO2, é uma substância sintética, trata-se de um

importante composto dessecante e desidratante, capaz de reter a umidade dos ambientes,

processo em que as moléculas de um líquido se aderem à superfície do dessecante. As

sementes não foram submetidas a nenhum pré-tratamento para resistirem mais a

desidratação. A secagem foi testada em 1 tratamento com as sementes somente embebidas

e submetidas à 24 horas de secagem e em 7 tratamentos de sementes com raiz primária

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protundida, sem utilizar padrões de tamanhos de raízes primárias, em tempos de 6, 12, 24,

48, 72, 84 e 96 horas em sílica, onde 3 amostras de 10 sementes cada foram retidas para

teste de umidade.

Para o processo de reidratação foram realizadas 4 repetições de 25 sementes postas

novamente em caixas gerbox com ágar, nas condições de 25°C e com 12 horas de luz

diárias para germinação.

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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

No teste inicial de umidade ao qual as sementes foram submetidas, apresentaram

teor de água próximo à 15%, e germinação de 90%, diante desses valores, quando da

montagem de novas repetições foram usadas 30 sementes para se alcançar o total de 25

sementes já protundidas para realização da dessecação destas em sílica gel.

Em estudos realizados por Rosa et al. (2004), observou-se que tratamentos de

secagem em sementes de milho, tratadas com pré-secagem a 35ºC, e posteriormente secas

a 55ºC, até um teor de umidade de 12%, fazem com que haja restabelecimento da

germinação após estresse, observando que esse tratamento de pré-secagem ativou

mecanismos de tolerância a dessecação, por promover uma desidratação gradativa, logo,

mantendo uma integridade estrutural. As sementes utilizadas foram comerciais, e

provavelmente houve processo de secagem artificial para chegar à um teor de água correto

para manter sua qualidade e armazenamento adequado, porém não se pode afirmar o exato

tratamento de secagem utilizado na produção das sementes, para que se possa colocar

como fator de interferência nos resultados.

Outro fator onde esperava haver interferência era em relação ao tamanho das raízes

primárias das sementes postas à dessecação, onde outros trabalhos apresentaram um

tamanho de até 2 mm para que houvesse a retomada de crescimento, porém não se pode

utilizar isso como parâmetro, apenas a sua protrusão, pela grande desuniformidade

apresentada nos tamanhos de raízes primárias nas sementes de milho (Zea mays) (Figura

1). Várias repetições continham plântulas com raízes primárias recém protundidas como de

até 7 mm, todas voltando seu crescimento após dessecação, sem discrepâncias nas médias

de sobrevivência.

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Figura 1: Sementes protundidas durante e pós-dessecação. Fonte: UFMT- Sinop, 2016.

A taxa de sobrevivência em teores de água de aproximadamente 30% foi de 100%,

das 25 sementes postas a dessecação todas retomaram o crescimento, à medida que o

tempo na sílica aumentou, o que provocou gradativamente um menor teor de água nas

sementes, onde se esperava que a partir de aproximadamente 12% de teor de água a

sobrevivência diminuísse significativamente, não ocorreu, houve a queda, porém ainda se

mostrou positivamente significativa, expressando uma boa média de sobrevivência, ou seja,

retomada de crescimento de 71% (Figura 2).

Figura 2: Tabela relação tempo, sobrevivência total, teor médio de umidade (%) e sobrevivência (%).

Fonte: UFMT – Sinop, 2016.

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Figura 3: Gráfico de relação de sobrevivência (média do número de sementes que retomaram crescimento) por teor de água (%). Fonte: UFMT – Sinop, 2016.

Teoricamente, sementes quando embebidas, tendem a perder tolerância à

dessecação e apresentam sua viabilidade comprometida, de forma que quando ocorre a

protrusão da raiz primária, caso ocorram condições adversas, tal como períodos de seca

(desidratação), as plântulas caminham para um processo de morte do meristema radicular,

e como consequência ocorre perda da tolerância à dessecação (HONG e HELLIS, 1992;

BUITINK et al., 2003). Após a embebição das sementes, a raiz primária emergida é a

primeira a perder a habilidade de tolerar a secagem, seguida pelo hipocótilo e cotilédones

(BOUDET et al., 2006), acarretando assim a perca da tolerância à dessecação. Entretanto,

várias pesquisas relatam sucesso no restabelecimento da tolerância à dessecação de

sementes germinadas em várias espécies como Medicago trunculata (BUITINK et al., 2003),

Vigna unguiculata L.( WALP.) (SILVA, 2015), para Tabebuia impetiginosa e Alliaria petiolata

( VIEIRA, 2008). Costa (2016) coloca que apesar de outros órgãos serem mais sensíveis à

dessecação, é a capacidade de produção de raízes laterais que levam a sobrevivência e

retomada de crescimento de sementes germinadas, assim o milho tendo um sistema

radicular seminal, dito como temporário, que cessa seu crescimento dando lugar a raízes

nodais ou fasciculadas, seu sistema radicular definitivo, apresenta essa chave para a

retomada de crescimento, a tolerância à dessecação.

A observação de retomada de crescimento foi feita aproximadamente uma semana

após a retirada da sílica gel. Foram contadas como sobreviventes apenas as sementes com

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

0

5

10

15

20

25

30

6 12 24 48 72 84 96

Teo

r d

e á

gua

(%)

Sob

revi

vên

cia

Tempo

sobrevivência teor de água

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raízes bem desenvolvidas, assim a taxa de sobrevivência pode-se apresentar maior com

alguns dias a mais, já que a maioria das sementes que não mostravam raiz aparentemente

bem desenvolvida estavam como nas imagens A e B na figura 4.

Figura 4: Sementes que retomaram o crescimento. Fonte: UFMT - Sinop, 2016.

B A

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5. CONCLUSÃO

Sementes de milho (Zea mays L.) apresentaram reindução da tolerância à

dessecação, houve queda na média de sobrevivência perante aumento do tempo em

condições adversas, logo na diminuição no teor de água, porém a taxa de retomada de

crescimento permaneceu elevada em valores de teor de água entre 11% e 10%, em torno

de 71% de sobrevivência. Observando que o principal fator determinante para essa

retomada de crescimento tenha sido o crescimento de novas raízes nas sementes

germinadas pós-dessecação em sílica gel.

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