Maria Fernanda da Costa Oliveira
Em 30 de setembro de 2022, Maria Fernanda da Costa Oliveira, aluna de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Pesquisas Ambientais de São Paulo, bolsista CNPq, por meio de videoconferência em consequência do isolamento social causado pela pandemia do COVID-19, defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada, “Avaliação da hidratação descontínua em sementes de Sarcomphalus joazeiro Mart. Hauenschild (Rhamnaceae) e sua influência nas respostas de plântulas submetidas ao déficit hídrico”.
A banca examinadora foi presidida pelo seu orientador Emerson Alves da Silva (Instituto de Pesquisas Ambientais – IPA) e composta pelo Dr. Marcos Vinicius Meiado (Universidade Federal de Sergipe – UFS) e pela Dra. Ana Karla Moreira Lobo (Lancaster University, UK).
Avaliação da hidratação descontínua em sementes de Sarcomphalus joazeiro Mart. Hauenschild (Rhamnaceae) e sua influência nas respostas de plântulas submetidas ao déficit hídrico
RESUMO
A baixa disponibilidade hídrica afeta diretamente o banco de sementes presente na Caatinga e a sua capacidade de germinação. Assim, sendo a água um fator abiótico essencial para o processo de embebição, diversas espécies da Caatinga apresentam nas suas sementes uma estratégia fisiológica reportada na literatura como memória hídrica, utilizada para mitigar os efeitos da irregularidade pluvial existente nesse ambiente. Sendo assim o objetivo do presente trabalho foi avaliar a ocorrência de memória hídrica em sementes de Sarcomphalus joazeiro através da análise das alterações bioquímicas em sementes submetidas a ciclos de hidratação e desidratação – HD e à hidratação contínua e sua influência em plantas jovens oriundas dessas sementes submetidas a déficit hídrico, através de análises de parâmetros ecofisiológicos, bioquímicos e anatômicos. As sementes passaram por escarificação química com ácido sulfúrico, durante 120min, e foram submetidas a diferentes ciclos (0, 1, 2 e 3) de hidratação e desidratação – HD, correspondendo a 12 horas de hidratação e 48 horas de secagem, valores determinados através das curvas de hidratação e desidratação, e à hidratação contínua por um período de 183h, foram utilizadas 310 sementes por tratamento, o experimento foi realizado três vezes, sendo assim uma triplicata biológica. Foram realizadas coletas em cada ponto dos ciclos de hidratação e desidratação e ao longo do período de hidratação contínua e em diferentes intervalos de tempo (controle, 13h, 61h, 74h, 122h, 135h e 183h), após o início da hidratação das sementes, totalizando 7 coletas, sendo 30 sementes coletadas em cada uma, posteriormente foram congeladas com nitrogênio líquido e mantidas em ultrafreezer a -80ºC para posteriores análises bioquímicas. As demais sementes dos tratamentos de hidratação descontínua e hidratação contínua foram colocadas para germinar, sendo 4 repetições de 25 sementes cada para cada tratamento, totalizando 100 sementes por ciclos de HD e 100 sementes provenientes da hidratação contínua, as plantas oriundas das sementes submetidas a hidratação contínua não apresentaram germinação suficiente para obtenção de plantas para a montagem do experimento, as que foram oriundas de sementes que passaram pelos ciclos de HD foram submetidas a diferentes ciclos de suspensão de rega (Controle- rega diária, E7- a cada 7 dias, E14- a cada 14 dias, E21 a dada 21 dias e RE- plantas que depois de 28 dias de suspensão de rega foram reidratadas). Análises bioquímicas foram realizadas, além de análises dos parâmetros fotossintéticos, status hídrico e anatomia foliar das plantas jovens. Os resultados mostraram que sementes submetidas a ciclos de HD apresentaram maior germinabilidade, maior índice de velocidade de emergência, menores valores de T50 e acumularam maiores teores de prolina. As plantas jovens oriundas de 0, 1 e 2 ciclos de HD apresentaram redução da assimilação líquida de carbono (A) somente quando submetidas a estresse severo após 21 dias de suspensão da rega, as plantas oriundas de sementes que passaram por 3 ciclos de HD não apresentaram redução significativa aos 21 dias de estresse hídrico para esse mesmo parâmetro. As análises anatômicas demonstraram que em condições de seca nota-se que, inicialmente nas plântulas oriundas de sementes que passaram por 0, 1 e 2 ciclos de HD, apresentaram sintomas como perda de turgor nas células epidérmicas da face abaxial e/ou redução na quantidade de grãos de amido dos cloroplastos, após reidratação notou-se que nas plântulas oriundas de sementes que não passaram pelos ciclos de hidratação descontínua, as células epidérmicas da face abaxial não completaram totalmente o processo de reidratação plena. Os resultados obtidos comprovaram que os ciclos de HD das sementes conferiram uma maior tolerância à seca nas plantas comprovando a existência de memória hídrica nas mesmas.
Palavras-chave: Caatinga, trocas gasosas, potencial hídrico, anatomia foliar, sementes.
ABSTRACT
Low water availability directly affects the seed bank present in the Caatinga and its germination capacity. Thus, as water is an essential abiotic factor for the imbibition process, several Caatinga species present in their seeds a physiological strategy reported in the literature as seed hydration memory, used to mitigate the effects of rainfall irregularity existing in this environment. Thus, the objective of this work was to evaluate the occurrence of water memory in Sarcomphalus joazeiro seeds through the analysis of biochemical changes in seeds submitted to cycles of hydration and dehydration – HD and continuous hydration and its influence on young plants from these seeds subjected to water deficit, through analysis of ecophysiological, biochemical and anatomical parameters. The seeds underwent chemical scarification with sulfuric acid, for 120 minutes, and were submitted to different cycles (0, 1, 2 and 3) of hydration and dehydration – HD, corresponding to 12 hours of hydration and 48 hours of drying, values determined through of hydration and dehydration curves, and continuous hydration for a period of 183h, 310 seeds were used per treatment, the experiment was carried out three times, thus being a biological triplicate. Samples were taken at each point of the hydration and dehydration cycles and throughout the period of continuous hydration and at different time intervals (control, 13h, 61h, 74h, 122h, 135h and 183h), after the beginning of seed hydration, totaling 7 collections, with 30 seeds collected in each one, subsequently frozen with liquid nitrogen and kept in an ultrafreezer at -80ºC for further biochemical analysis. The other seeds from the discontinuous hydration and continuous hydration treatments were placed to germinate, with 4 repetitions of 25 seeds each for each treatment, totaling 100 seeds per HD cycles and 100 seeds from continuous hydration, the plants originating from the seeds subjected to hydration continuous did not show enough germination to obtain plants for the experiment, those that came from seeds that went through the HD cycles were submitted to different water suspension cycles (Control- daily watering, E7- every 7 days, E14 – every 14 days, E21 at 21 days and RE- plants that were rehydrated after 28 days of withholding water). Biochemical analyzes were performed, in addition to analyzes of photosynthetic parameters, water status and leaf anatomy of young plants. The results showed that seeds subjected to HD cycles showed greater germinability, higher emergence speed index, lower T50 values and accumulated higher proline contents. Young plants from 0, 1 and 2 HD cycles showed a reduction in net carbon assimilation (A) only when subjected to severe stress after 21 days of water suspension, plants from seeds that underwent 3 HD cycles did not showed a significant reduction after 21 days of water stress for the same parameter. Anatomical analyzes showed that under drought conditions, it was noted that, initially, seedlings originating from seeds that underwent 0, 1 and 2 cycles of HD, showed symptoms such as loss of turgor in the epidermal cells of the abaxial surface and/or reduction in the amount of starch grains from chloroplasts, after rehydration it was noted that in seedlings originating from seeds that did not go through discontinuous hydration cycles, the epidermal cells of the abaxial face did not completely complete the full rehydration process. The results obtained proved that the HD cycles of the seeds conferred a greater tolerance to drought in the plants, proving the existence of seed hydration memory in them.
Keywords: Caatinga, gas exchange, water potential, leaf anatomy, seeds.
Maria Fernanda da Costa Oliveira
Avaliação da hidratação descontínua em sementes de Sarcomphalus joazeiro Mart. Hauenschild (Rhamnaceae) e sua influência nas respostas de plântulas submetidas ao déficit hídrico
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