GERMINAÇÃO E DORMÊNCIA DE SEMENTES
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GERMINAÇÃO E DORMÊNCIA DE SEMENTES

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Apresentação a disciplina de fisiologia vegetal do curso de Biologia sobre processo de germinação e dormência de sementes

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  • 1. UECE-CECITEC Graduação em Biologia Fisiologia VegetalProfª Ms. Juliana Rodrigues de Sousa Flaviana Iara J. Carlos Samuel
  • 2. Durante o processo evolutivo, desenvolveram formasde propagação vegetativa e reprodutiva para produzirdescendentes. A grande maioria das espécies deplantas cultivadas, exóticas ou nativas apresentapropagação reprodutiva, em que o diásporo éconsiderado a unidade de dispersão da espécie.No caso de plantas anuais, a semente é o fim de umageração e o inicio de uma nova.
  • 3. Esse diásporo é a forma de dispersão, multiplicada,sobrevivência e preservação das espécies e dabiodiversidade, uma vez que contém o códigogenético representando a principal forma dedisseminação nos diferentes ambientes. Portanto, afunção da semente viva é sua germinação, seguidapelo crescimento e desenvolvimento do embrião,originando uma nova planta. O sucesso doestabelecimento do novo indivíduo no tempo-espaçoe o vigor da nova plântula são determinadosgrandemente por características fisiológicas ebioquímicas da semente.
  • 4. Durante o processo de formação das sementes ocorre aexpansão do eixo embrionário, resultante da absorçãode água e do acúmulo de substancias de reserva, comolipídios, carboidratos e proteínas, sendo a fase final oprocesso de maturação dessas. Nesse processo ocorremvarias transformações morfológicas, fisiológicas que, emsementes ortodoxas, culminam com a desidratação,podendo perder até 90% do teor de água.Os diásporos são representados, em geral, apenas pelassementes. Em muitas espécies, porem, o diásporo é ofruto ou pode conter, além da semente, brácteas,pericarpo ou parte dele e o perianto
  • 5. As sementes podem ser consideradas como a principalforma de propagar as espécies, bem como de propiciara sobrevivência das plantas em condições adversas.Diversidade de agentes dispersores:Servem como depósito de genes, participando daconservação da biodiversidade e como fonte dematerial vegetal no melhoramento genético.
  • 6. Oficialmente o projeto chama-se a Caverna Globalde Sementes Svalbard. Cerca de 4,5 milhões desementes das mais importantes plantascultiváveis passam a ser guardadas em baixo demontanha da ilha norueguesa de Spitsbergen,situada a apenas mil quilômetros do Pólo Norte. Bem como:
  • 7. Na pirâmide alimentar.
  • 8. A forma mais elaborada de germinação ocorrecom formação de um opérculo.Os tecidos de reservas das sementes podem semanter no solo o acompanhar o hipocótilo parafora do solo.A germinação é classificada como:Epigeia (C,D)Hipogeia. (A, B)
  • 9. Em muitas espécies, o final do processo de maturaçãofisiológica está associado à desidratação dassementes.
  • 10.  Sementes Ortodoxas – teor de água varia entre 5 a 10% de sua massa fresca (Ex: Soja, Feijão, Pau- Brasil, Milho.) e podem ser desidratada a níveis baixos de umidade; Sementes Intermediárias – toleram dessecação entre 10 e 13 % de umidade, mas quando desidratadas a 7% perdem significativamente a viabilidade (Ex: Café, Mamão, Dendê, Nim). Sementes Recalcitrantes – teor de água varia entre 60 a 70 % de sua massa fresca, não tolerando dessecação em níveis de umidade entre 15 a 20%; viabilidade curta (Ex: Araucária ou Pinheiro-Brasileiro, Cacau, Coco, Manga, Abacate).
  • 11. ÁGUALUZ OXIGÊNIO REGULADORES DO TEMPERATURA CRESCIMENTO
  • 12. As sementes, ao serem dispersas da planta-mae,indicam que nova geração esta prestes a se iniciar.A germinação e, posteriormente, o estabelecimentoda plântula ocorrem quando as condiçõesintrínsecas (da própria semente) e extrínsecas (doambiente) são favoráveis. Para a retomada docrescimento do embrião é necessário que assementes não apresentem inibidores, como ácidoabscísico (ABA), e que as condições ambientaissejam favoráveis (disponibilidades de água,presença de oxigênio e temperatura). ÁGUA LUZ OXIGÊNIO REGULAD ORES DO TEMPERAT CRESCIME URA NTO
  • 13. As sementes que, expostas a essas condiçõesambientais favoráveis, germinam, sãodenominadas quiescentes; elas desempenhamimportante papel no inicio do desenvolvimentoda plântula, porque se encontram em repouso,com o metabolismo praticamente paralisado, e orepresenta um hiato no ciclo de vida dos vegetais. ÁGUA LUZ OXIGÊNIO REGULADORES DO TEMPERATURA CRESCIMENTO
  • 14. Sementes em estado quiescente apresentam baixaatividade metabólica, suficiente apenas paramanter o embrião vivo. Nesse estado, as sementessão capazes de se manter vivas por muitos anos;algumas delas, quando estocadas em herbários emuseus, podem sobreviver por mais de 100 anos.
  • 15. O tipo de dormência depende da origem.- Dormência primária: se manifesta quando a sementecompleta seu desenvolvimento.- Dormência secundária: sementes não apresentamdormência, germinam normalmente, mas quandoexpostas a fatores ambientais desfavoráveis sãoinduzidos ao estado de dormência.A dormência pode ser perdida com o tempo, tornando-se quiescente. Podendo o embrião continuar dormentedevido à sua imaturidade, à presença de substânciasinibidoras, como ABA, cumarinas, compostos fenólicose taninos, e à exigência de temperatura e luz, como é ocaso das sementes fotoblásticas positivas.
  • 16.  Dormência Fisiológica ou Endógena que é própria do embrião: Este tipo de dormência ocorre devido à presença de inibidores (ABA) ou a ausência de promotores (GA) do crescimento no embrião. A quebra da dormência é frequentemente associada à queda da relação ABA/GA.
  • 17. Dormência Física ou Tegumentar: que é imposta pelacasca ou outros tecidos (endosperma, pericarpo ouórgãos extraflorais) ocorre devido a:1. Impedimento da absorção de água – presença de cutículas cerosas, camadas suberizadas e esclereides lignificados;2. Dureza mecânica – tegumento rígido que não permite a emersão da radícula; Interferência nas trocas gasosas – tegumento pouco permeável ao oxigênio;3. Retenção de inibidores – tegumento evita lixiviação de inibidores do interior da semente;
  • 18.  A presença de dormência em algumas sementes não é necessariamente uma desvantagem. Condições ambientais. A dormência é quebrada por luz de comprimento de onda na região da luz vermelha do espectro. Espécies cultivadas:
  • 19.  A quebra da dormência pode ser acelerada pela exposição das sementes a condições flutuantes, como as que ocorrem em regiões de clima temperado, em que há ciclos sazonais de temperatura. As sementes não sofrem a influência de somente um fator, mas de vários fatores que ocorrem simultaneamente. Um exemplo clássico é o das sementes fotoblásticas positivas. Importante para manutenção das espécies (plantas nativas); A dormência contribui no melhoramento da conservação e o armazenamento das sementes.
  • 20. A dormência de sementes pode ter varias causas. Assim,antes da escolha do método de quebra de dormência,deve-se, primeiramente, quando possível, descobrir suacausa, bem como a existência de ciclos de sensibilidadedas sementes aos processos de superação de dormência.Isto pode repercutir em maior ou menor sucesso naaplicação dos métodos de quebra de dormência.
  • 21. Quando a dormência é causada por desequilíbrioentre promotores e inibidores da germinação, devemser empregados métodos que aumentam aconcentração de estimuladores da germinação ouque impedem a ação dos inibidores, como aestratificação, a aplicação direto de substanciascomo: giberelinas, citocininas e etileno, e, ainda alixiviação.A eficiência da quebra da dormência é uma dasprincipais características a se considerar na escolhado método. Dessa forma, antes de se optar por ummétodo de quebra de dormência, deve-se observar ograu de eficiência desejado para atingir o objetivo,com elevado grau de reprodutibilidade.
  • 22.  Fator deverá ser ambiental e/ou metabólico (fatores externos e internos) podem ser: Temperatura, Mecânico, Lixiviação, Químicos e Luz.
  • 23.  Consiste na remoção total/parcial do revestimento protetor, para facilitar a entrada de água (embebição), considerada como inicio da germinação. O tegumento seminal ou testa age como barreira nas trocas gasosas ou na entrada de luz, como impedimento à saída de inibidores endógenos ou, ainda, fornece inibidores para o crescimento, impedindo a germinação. O processo de remoção do revestimento protetor por tratamentos diversos (mecânicos) é denominado escarificação. - É feita com materiais cortantes ou abrasivos. A escarificação também pode ser feita por meio de agentes químicos fortes, como ácido sulfúrico concentrado.
  • 24. Compreende o efeito físico da água comolavagem e inibidores de crescimento presentesnas sementes, permitindo a remoção dadormência.
  • 25.  Estratificação: são algumas sementes que podem ter a dormência quebrada quando hidratada ou exposta a baixa ou altas temperaturas.
  • 26.  Entre os agentes químicos utilizados para a quebra de dormência está os ácidos (ácido sulfúrico), ácido nítrico (HNO3); hipoclorito de sódio (NaClO3), nitrato de potássio (KNO3), etanol (CH3 CH2OH) e água oxigenada (H2O2). Os Reguladores de crescimento têm papel importante na quebra de dormência de sementes. As giberelinas (GA3 – ácido giberélico, GA4 e GA7), as citocininas (benziladenina e, principalmente, cinetina) e o etileno. Em geral, os reguladores de crescimento apresentam maiores resultados quando associados a fatores como luz e outros reguladores de crescimento (balanço). O ABA e as AGs atuam de modo inverso no controle da síntese de enzimas envolvidas na degradação das paredes celulares do endosperma.
  • 27.  Há muitos anos , foi observado que alguns comprimentos de ondas da luz produzem efeitos na germinação de algumas sementes. No alface, por exemplo, a luz vermelha (660 nm) induz um grande aumento na germinação. Já a luz vermelho-extrema, vermelho-distante ou vermelho longo (730 nm) induz inibição na germinação. Luz é absorvida por um pigmento denominado fitocromo (uma cromoproteína), que, dependendo do comprimento de onda da luz que ele absorve, converte-se em duas formas : - Fv (Inativa): comprimento de onda 660 nm converte-se na segunda forma. - Fve (Ativa): comprimento de 730 nm tem absorção máxima de luz. Indução na germinação na maior parte das sementes fotoblásticas.
  • 28.  Há aplicação de luz branca para quebra de dormência em algumas espécies, como sementes de pereiro-bravo, maçã, pêssego, e também de espécies florestais; Em alguns casos, o efeito da luz depende da temperatura, exemplo, o alface, podem ser insensíveis à luz, á temperatura de 20 °C, mas, em temperaturas mais elevadas (aproximadamente 35 °C), tornam-se fotoblásticas; Para responder à Luz a semente deve estar hidratada, e alguns casos a escarificação.
  • 29. Uma semente é considerada germinada sob o aspectofisiológico quando em sua superfície ocorre àprotrusão da raiz primaria ou de outra estruturaembrionária. Inicia com o processo de embebição: a água promovea reidratação dos tecidos da semente, inclusive doeixo embrionário, reativa enzimas e estimula aformação de novas enzimas, que promovemincremento no metabolismo energético ( respiração),mobilização e assimilação de reservas, estimulando adivisão, o alongamento celular e o desenvolvimentodo embrião.
  • 30.  No processo de relações hídricas, as sementes podem ser consideradas como uma grande célula, e a cinética da embebição da semente segue um padrão trifásico em sementes ortodoxas (podem ser desidratadas a níveis baixos de umidade e armazenadas em ambientes de baixas temperaturas).
  • 31. ONDE:FASE I - As sementes absorvem água rapidamente devido aobaixo potencial mátrico, processo meramente físico. Com aentrada da água ocorrem aumento na intensidaderespiratória, acúmulo de ATP, síntese de mRNA e reparo deDNA, ativação de polissomos, síntese de proteínas a partirda síntese “ de novos” mRNAs.FASE II – A absorção de água diminui e, simultaneamente,ocorre aumento na síntese e duplicação de DNA; degradaçãode reservas é iniciada e os tecidos de revestimento vãoenfraquecendo; as células da radícula se alongam e aprotrusão da raiz primária é evidenciada.FASE III – É caracterizada pela alta atividade mitótica.
  • 32.  Metabolismo energético: Condições extrínsecas desfavoráveis: Como baixa temperatura e deficiência hídrica, retardam ou reduzem o metabolismo, e esse mecanismo é importante para manter a qualidades das sementes. Respiração aeróbica:
  • 33.  A composição dos tecidos de reserva é governada geneticamente, e as sementes, durante a sua formação, podem acumular carboidratos, proteínas e lipídeos. Durante a germinação, as reservas devem ser degradadas, posteriormente serem mobilizadas para diferentes partes do embrião (auxilio da plântula). O processo metabólico por meio do qual as reservas são degradas depende de sua composição química.
  • 34.  O carboidrato predominante nas sementes das plantas superiores é o amido. Para poder ser utilizado na respiração, o amido deve ser quebrado em unidades de maltose e glucose. O amido estocado nas sementes é um polissacarídeo insolúvel, formado de amilose e amilopectina. A respiração inicia-se pela glicólise, que é desencadeada pela utilização dos carboidratos de reserva. No caso do amido, a quebra da molécula em resíduos de glucose requer a ação das enzimas amilases hidrolisa a hidrolíticas. Além da síntese de ATP, essencial para os processos metabólicos que requerem energia, durante todo o processo de respiração ocorre a produção de compostos intermediários, que participam da formação do corpo da plântula, bem como de compostos essências para sua sobrevivência e estabelecimento.
  • 35.  Em sementes de oleaginosas, a fonte de carbono estocada encontra-se na forma de gorduras ou óleos, que, devem ser primeiramente convertidos em açúcares, para posteriormente, serem respirados. Os lipídios ocorrem nas membranas celulares, como substâncias de reserva em vários tecidos. São utilizados como fonte de carbono na respiração celular e no processo de germinação da semente como fonte energética para o estabelecimento de plântulas.
  • 36. As sementes oleaginosas estocam os lipídios e gorduras em corpos lipídicos,tais como os oleossomos ou esferossomos, encontrados no tecidos de reservacomo cotilédones e endosperma (FIGURA). Eles são fontes de grandesquantidades de energia, necessárias para o crescimento e desenvolvimentoprimário das plântulas.
  • 37.  As Proteínas também podem ser armazenadas nos tecidos de reservas das sementes. São dois tipos de Proteínas: As Solúveis e as insolúveis em água. Solúveis: são as albuminas Insolúveis: são as globulinas, glutelinas e prolaminas. Durante o processo de germinação, as proteínas servem como fonte de energia para a respiração do eixo embrionário.
  • 38. ÁGUA OXIGÊLUZ NIO REGUL ADORE TEMPE S DO RATUR CRESCI A MENTO
  • 39. Assim, enterrada, soterrada ou abandonada A SEMENTE Como milagre completa-se o ciclo da vida[...] Germinação toma lugar, surge a plântulaApresentando dormência ou não A espécie tem nova chance de sobrevidaAlém dos tegumentos tégmen e testaComo indumento especial de destaque Podendo ser pequena, delicada, muito leveEncontramos arilo, carúncula e sarcotesta. Ou grande, rústica e muito pesada A semente guarda inúmeros segredosNo seu interior muito bem acomodado Revelados um pouco quando pesquisada.E até com disfarçada tranquilidadeO embrião, já um vencedor qualificado Ismar S. MoschetaQuer mostrar ao mundo sua vitalidadeCom a chegada da água, ocorre a embebiçãoO embrião acorda de seu sono letárgicoCom a energia guardada rompe o tegumentoCresce rapidamente, quase um ato mágicoAssim, enterrada, soterrada ou abandonadaComo milagre completa-se o ciclo da vidaGerminação toma lugar, surge a plântulaA espécie tem nova chance de sobrevidaPodendo ser pequena, delicada, muito leveOu grande, rústica e muito pesadaA semente guarda inúmeros segredosRevelados um pouco quando pesquisada.
  • 40.  LUIS, A.S.; SEMENTES E PLÂNTULAS; Ponta Grossa; TODAPALAVRA; 2009. MATOS; J.C.R.M.; TESTE DE GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE SABIÁ caesalpiniifolia Benth UTILIZANDO MATERIAL DE BAIXO CUSTO; Anais 62º Congresso Nacional de Botânica: Botânica e desenvolvimento sustentável. Fortaleza: EdUECE, 2011. http://www.fisiologiavegetal.ufc.br/Aulas%20em %20PDF/Grad%20Unidade%20XIII%20- %20Dorm%EAncia%20e%20Germina%E7%E3o.pd f Acessado em: 31/05/2012.