Roseli Betoni Bragante
Em 10 de junho de 2016, Roseli Betoni Bragante, aluna de Doutorado do programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica, bolsista CNPq, defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada,
“Metabolismo e potencial de armazenamento de sementes de Leguminosas Nativas”.
A banca examinadora foi presidida pela sua orientadora, PqC. Dra Rita de Cássia Leone Figueiredo Ribeiro (IBt) e composta pelo PqC. Dr. Antonio Salatino (Instituto de Biociências USP), PqC. Dra Márcia Braga (IBt), PqC. Dr. Nelson Augusto dos Santos Júnior (Núcleo de Pesquisa em Sementes – IBt/SP) e PqC. Dra.Marina C.M.Martins Soldi (CTBE-Campinas) além do Co-orientador PqC. Dr. Claudio José Barbedo (Núcleo de Pesquisa em Sementes – IBt/SP).
O projeto desenvolvido buscou verificar a existência de um gradiente contínuo na tolerância a dessecação de sementes, desde as mais tolerantes (ortodoxas) até as mais sensíveis (recalcitrantes). A redução do teor de água e da temperatura é técnica comumente empregada para armazenamento, mas é dependente do grau de tolerância à dessecação das sementes que, em algumas espécies, é extremamente baixo. Alguns autores consideram que tal variabilidade pode ser decorrente do grau de maturação das sementes no momento de seu desligamento da planta-mãe, uma vez que a tolerância à dessecação é adquirida progressivamente durante a maturação. O estudo comparado de espécies taxonomicamente próximas e com comportamentos contrastantes poderá ajudar a compreender o envolvimento do processo de tolerância à dessecação com o comportamento de sementes durante o armazenamento. Dentre as Leguminosas, Libidibia ferrea (pau-ferro) apresenta sementes ortodoxas clássicas e taxonomicamente é próxima de pau-brasil. O objetivo desse trabalho foi analisar comparativamente sementes de Caesalpinia echinata e Libidibia ferrea em diferentes estádios de maturação (imatura e madura) e condições de armazenamento (-18 °C e 25 °C por diferentes períodos, na presença e ausência de luz), a fim de avaliar o efeito de fatores físicos (temperatura e luz) como condicionantes das taxas de deterioração das sementes durante o armazenamento, e sua relação com o metabolismo respiratório e perfil metabólico. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam a hipótese de que as diferenças entre sementes ortodoxas e recalcitrantes decorrem do grau de maturação das mesmas no momento do desligamento da planta-mãe.
Metabolismo e potencial de armazenamento de sementes de Leguminosas Nativas
ABSTRACT
The overexploitation of Caesalpinia echinata Lam. (Brazilwood) to dye (Brazil colony) and use of wood (later), led to its inclusion among the native endangered species. Therefore, the seed bank may be an important strategy for the conservation of this species. However, the use of seed banks is dependent on the storage potential, and longevity of seeds. The reduction of the water content and temperature are commonly employed to store tree seeds, but depends on the degree of desiccation tolerance of seeds that, in some species, is extremely low. It is believed to be a continuous gradient of tolerance, from the most tolerant seeds (orthodox) to the most sensitive ones (recalcitrant). Some authors consider even that this variability may be due to the degree of maturation of seeds at shedding time from the mother plant, since desiccation tolerance is gradually acquired during maturation. Brazilwood seeds tolerate drying up water levels close to 7%, and may be stored for up to five years in freezing temperatures (-5 ° C to -18 ° C) without losing viability; if kept at room temperature, even when dry, they lose their ability to germinate in about three months. Recently it was observed that during storage, these seeds have a higher O2 consumption without a corresponding release of CO2, suggesting that the respiratory metabolism and/or oxidative processes affect the speed of deterioration. However, the physiological and metabolic processes involved in the rapid loss of viability during storage are still uncertain. Such seeds, present, therefore, an intermediate behavior between orthodox and recalcitrant, having advanced the maturation process enough to acquire tolerance to desiccation, but not enough to fully develop the antioxidant systems. The comparative study of taxonomically close species with contrasting behavior may help to understand the involvement of the process of desiccation tolerance with seed behavior during storage. Among Leguminosae, Libidibia ferrea (ironwood) features classic orthodox seeds and taxonomically is close to Brazil wood. Therefore, the study of the respiratory behavior of different seeds during the maturation process may extend knowledge about the metabolism of stored seeds and contribute to the conservation of these species. The aim of this work was analyze Caesalpinia echinata and Libidibia ferrea seeds at different stages of maturation (immature and mature) and storage conditions (-18 °C and 25 °C for different periods in the presence and absence of light), the to assess the effect of physical factors (temperature and light) affecting deterioration rates of the seeds during storage, and its relationship with their respiratory metabolism and metabolic profiles. The results showed that immature seeds of C. echinata and mature seeds of L. ferrea could be stored for at least 1 year at -18 °C. The primary metabolism of C. echinata seeds is reduced during maturation, but not as observed in mature seeds of L. ferrea. Comparing the behavior of both seeds to those described for the recalcitrant Inga vera and the orthodox Erythrina speciosa seeds it is possible to verify a metabolic gradient on which the seeds with lower water content at dispersion exhibit reduced metabolic activity. Thus, the metabolic profile of these seeds reinforces the idea that the differences between orthodox and recalcitrant seeds arise from its degree of maturation at the time of shedding.
Keywords: storage, metabolism, brazilwood, ironwood, respiration
RESUMO
A super exploração de Caesalpinia echinata Lam. (pau-brasil) para tintura (Brasil colônia) e para uso da madeira (mais recente), colocaram-na entre as espécies nativas ameaçadas de extinção, podendo o banco de sementes ser uma estratégia importante para a conservação da espécie. Entretanto, o uso de bancos de sementes depende do potencial de armazenamento e da longevidade das sementes. A redução do teor de água e da temperatura é técnica comumente empregada para armazenamento, mas é dependente do grau de tolerância à dessecação das sementes que, em algumas espécies, é extremamente baixo. Há a possibilidade de existir um gradiente contínuo nessa tolerância, desde as sementes mais tolerantes (ortodoxas) até as mais sensíveis (recalcitrantes). Alguns autores consideram que tal variabilidade pode ser decorrente do grau de maturação das sementes no momento de seu desligamento da planta-mãe, uma vez que a tolerância à dessecação é adquirida progressivamente durante a maturação. Sementes de pau-brasil toleram secagem até teores de água próximos a 7%, podendo ser armazenadas por até cinco anos em temperaturas de congelamento (-5 °C a -18 °C) sem perderem a viabilidade; se mantidas à temperatura ambiente, mesmo quando secas, perdem a capacidade germinativa em cerca de três meses. Recentemente foi observado que, durante o armazenamento, essas sementes apresentam elevado consumo de O2 sem a correspondente liberação de CO2, sugerindo que o metabolismo respiratório e/ou oxidativo possam condicionar a sua velocidade de deterioração. Contudo, os processos fisiológicos e metabólicos envolvidos na rápida perda de viabilidade durante o armazenamento ainda permanecem incertos. Tais sementes situariam-se, dessa forma, em posição intermediária entre ortodoxas e recalcitrantes, tendo avançado o processo de maturação o suficiente para adquirir a tolerância à dessecação, mas não o suficiente para desenvolver plenamente os sistemas antioxidantes. O estudo comparado de espécies taxonomicamente próximas e com comportamentos contrastantes poderá ajudar a compreender o envolvimento do processo de tolerância à dessecação com o comportamento de sementes durante o armazenamento. Dentre as Leguminosas, Libidibia ferrea (pau-ferro) apresenta sementes ortodoxas clássicas e taxonomicamente é próxima de pau-brasil. O objetivo desse trabalho foi analisar comparativamente sementes de Caesalpinia echinata e Libidibia ferrea em diferentes estádios de maturação (imatura e madura) e condições de armazenamento (-18 °C e 25 °C por diferentes períodos, na presença e ausência de luz), a fim de avaliar o efeito de fatores físicos (temperatura e luz) como condicionantes das taxas de deterioração das sementes durante o armazenamento, e sua relação com o metabolismo respiratório e perfil metabólico. Os resultados permitiram verificar que sementes imaturas e maduras de Caesalpinia echinata e Libidibia ferrea podem ser armazenadas por pelo menos 1 ano a -18 °C. O metabolismo primário das sementes de C. echinata é reduzido na maturação, mas não como o observado em sementes maduras de L. ferrea. Comparando-se o comportamento das sementes das duas espécies estudadas aos descritos para sementes de outras Leguminosas arbóreas, como as recalcitrantes de Inga vera e as ortodoxas de Erythrina speciosa foi possível constatar um gradiente metabólico no qual sementes com menor teor de água apresentaram menor atividade metabólica. Dessa forma, os resultados encontrados neste trabalho confirmam a hipótese de que as diferenças entre sementes ortodoxas e recalcitrantes decorrem do grau de maturação das mesmas no momento do desligamento da planta-mãe.
Palavras-chave: armazenamento, metabolismo,pau-brasil, pau-ferro, respiração
Roseli Betoni Bragante
Metabolismo e potencial de armazenamento de sementes de Leguminosas Nativas
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