Gabriel Felipe Manoel
Em 28 de setembro de 2023, Gabriel Felipe Manoel, aluno de mestrado do programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Pesquisas Ambientais IPA– SP., bolsista CAPES, defendeu sua dissertação de Mestrado intitulada, “Redução do metabolismo de sementes recalcitrantes de Inga vera e Eugenia uniflora por exposição à atmosfera modificada”, no modo virtual.
A banca examinadora foi presidida por sua orientadora, Profª. Drª. Catarina Caralho Nievola (Instituto de Pesquisas Ambientais – IPA) e composta pelo Prof. Dr.
Edmir Vicente Lamarca (Universidade Ibirapuera – UNIB) e a Prof.ª Dra. Marina Crestana Guardia (Instituto de Pesquisas Ambientais – IPA).
A técnica para a geração de atmosfera modificada demonstrou ser uma ferramenta de ampla aplicação para a redução do metabolismo respiratório de sementes recalcitrantes e quaisquer outros materiais biológicos que apresentam a taxa de deterioração condicionada por sua respiração. A padronização de tal técnica favorece a sua replicação e eventuais apontamentos para melhorias. Além disso, o método desenvolvido neste trabalho pode contribuir para o entendimento da fisiologia das sementes recalcitrantes, somando-se a vários outros trabalhos que vêm investigando a ecologia, anatomia e fisiologia dessas há várias décadas.
“Redução do metabolismo de sementes recalcitrantes de Inga vera e Eugenia uniflora por exposição à atmosfera modificada”
ABSTRACT
High water level, incomplete maturation and vulnerability to microorganism attack are some of the reasons why recalcitrant seed storage is difficult. Several works have been developing techniques to improve recalcitrant seed storage. Perspective on recalcitrant seeds storage is based on reducing their metabolism. A recent work demonstrated that incubating recalcitrant seeds under high CO2 levels reduces their respiratory rates, as shown by both lower O2 consumption and CO2 release. Literature does not attest whether downtake on metabolic rates are related to oxygen lower levels or carbon dioxide higher levels, which indicates they are directly related to metabolic reserves levels. This work aimed at developing a modified atmosphere method that allows
changes on O2 and CO2 levels, and analyze its role on carbohydrates consumption by recalcitrant seeds. To develop the method, CO2 was obtained from the reaction between acetic acid and sodium bicarbonate; and N2 , from a gas liquefier. The seeds used in this work came from two different species: ingá (Inga vera Wild.), used to corroborate the method efficiency, and pitanga (Eugenia uniflora L.), used to contribute on methods precision and submitted to biochemical analysis to verify carbohydrates rates. Past collection, the seeds were placed in a BOD chamber set at a temperature of 7 ºC, until they were used in experiments. Two different temperatures were chosen: 5 ºC and 25 ºC, over three different gas mixes: the first one with earth atmosphere patterns; one of them with lower O2 levels added with N2 gas; and the last one with lower O2 added with N2 and CO2 . Fifteen ingá embryos were used in each glass jar; as well as twenty pitanga seeds for each glass jar. These seeds were placed inside the jars and the modified atmosphere was generated inside the jars using both techniques (offset vacuum and gas flushing). The O2 and CO2 levels were estimated by a gas-analyser (Illinois 6600). Glass jar lids were sealed with Parafilm plastic tape right before being placed into BOD chambers over 1 day at 25 ºC or 5 days at 5 ºC for ingá, and 2 days at 25 ºC or 10 days at 5 ºC for pitanga. After a second gas measure, samples of pitanga seeds were collected, frozen and led to biochemical analysis, and seeds of both species were taken to germination tests. The offset vacuum technique proved to be way more efficient on standardizable modified atmosphere generation. Respiratory rates were reduced in both species, primarily on treatments of seeds incubated under lower temperature (5 ºC). In addition, the respiratory performance was even lower in seeds incubated under higher CO2 levels. Biochemical analysis emphasized lower carbohydrate consumption in seeds under lower temperatures.Therefore, offset vacuum technique was more efficient on modified atmosphere generation, shown by reducing the respiratory activity in ingá embryos and pitanga seeds, assigning this role to CO2 levels and also measured by different consumption taxes on carbohydrate levels, what contributes on recalcitrant seeds knowledge by improving their storage.
Keywords: seeds conservation, seeds metabolism, respiration.
RESUMO
Alto teor de água, maturação incompleta, e suscetibilidade ao ataque de fungos estão entre os fatores que dificultam o armazenamento de sementes recalcitrantes. Diversos trabalhos vêm investigando formas de viabilizar a conservação dessas sementes. A perspectiva de seu armazenamento está baseada na redução de seu metabolismo. Um trabalho recente demonstrou que a incubação destas sob altos teores de CO2 reduziu sua atividade respiratória, evidenciada pelo menor consumo de O2 e menor liberação de CO2. Entretanto, não foi documentado se tal redução deveria ser atribuída à maior concentração de CO2, ou à menor disponibilidade de O2, o que poderia interferir no acúmulo de reservas energéticas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método padronizável para a geração de atmosferas modificadas, cujas concentrações de O2 e CO2 fossem controladas e seus efeitos em sementes recalcitrantes avaliados através do conteúdo de carboidratos endógenos. Para o desenvolvimento da técnica, o CO2 foi obtido da reação entre o ácido acético e bicarbonato de sódio, e o N2, de um liquefator de gases. Os materiais utilizados foram embriões de ingá (Inga vera Wild.), utilizados para testar o método desenvolvido, e sementes de pitanga (Eugenia uniflora L.), utilizadas para aprofundar os conhecimentos acerca do método e submetidas à análises bioquímicas de carboidratos. Após a triagem, as sementes foram armazenadas em câmara BOD, a 7 ºC, até serem utilizadas na etapa experimental deste trabalho. O desenho experimental fez uso de duas diferentes temperaturas (5 ºC e 25 ºC), e três misturas de gases: o controle, com parâmetros semelhantes aos da atmosfera terrestre; uma mistura na qual o O2 foi reduzido através da adição de N2; e uma na qual o O2 foi reduzido pela adição de N2 e CO2. Quinze embriões de ingá foram utilizados em cada repetição dos experimentos; também vinte sementes de pitanga por repetição. As sementes foram colocadas nos frascos onde foram geradas as atmosferas utilizando as técnicas vácuo compensado e gás insuflado. Os parâmetros de gases foram aferidos no aparelho analisador de gases (Illinois 6600), então os frascos foram vedados com plástico Parafilm antes de serem incubados pelos períodos de 1 dia, a 25 ºC ou 5 dias, a 5 ºC, nos experimentos com ingá; e 2 dias, a 25 ºC ou 10 dias, a 5 ºC, nos experimentos com pitanga. Posteriormente, sementes de E. uniflora foram congeladas para análises bioquímicas e as demais sementes de ambas as espécies foram conduzidos para testes de germinação. A técnica de vácuo compensado foi eficiente na geração de atmosferas modificadas padronizáveis. A atividade respiratória foi reduzida em ambas as espécies, principalmente nos tratamentos sob baixas temperaturas (5 ºC). A respiração foi menor nos tratamentos cujo percentual de dióxido de carbono foi maior. As análises bioquímicas mostraram que houve menor consumo dos carboidratos em sementes sob maiores níveis de CO2. Portanto, o método de vácuo compensado mostrou-se eficiente
na geração de atmosferas modificadas, reduzindo a atividade respiratória das sementes, o que foi atribuído ao dióxido de carbono e pôde ser observado pelas concentrações de carboidratos, o que contribui com o conhecimento sobre sementes recalcitrantes e seu armazenamento. Palavras-chave: conservação de sementes, metabolismo de sementes, respiração.
Palavras-chave: conservação de sementes, metabolismo de sementes, respiração.
Gabriel Felipe Manoel
Redução do metabolismo de sementes recalcitrantes de Inga vera e Eugenia uniflora por exposição à atmosfera modificada
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