A hidratação descontínua beneficia a germinação de sementes e confere maior tolerância à seca em mudas de Sesbania virgata (Cav.) Pers.?

Filipe Andrade dos Santos; José Laurindo  dos Santos Júnior; Elizamar  Ciríaco da Silva

doi:10.31416/rsdv.v12i3.529

Auteurs

Filipe Andrade dos Santos Universidade Federal de Sergipe
José Laurindo dos Santos Júnior Universidade de São Paulo
Elizamar Ciríaco da Silva Universidade Federal de Sergipe

DOI :

https://doi.org/10.31416/rsdv.v12i3.529

Mots-clés :

Crescimento vegetativo; hidrocondicionamento; fabaceae; sobrevivência; déficit hídrico.

Résumé

A seca periódica e intermitente em ecossistemas semiáridos, como a Caatinga, promove uma hidratação descontínua em diferentes estágios do desenvolvimento vegetal. Esses ciclos de hidratação e desidratação (HD) podem ser benéficos, maléficos ou neutros para alguns processos fisiológicos nos vegetais. Dessa forma, este estudo objetivou compreender os efeitos dos ciclos de HD nos parâmetros germinativos e crescimento vegetativo de Sesbania virgata (Cav.) Pers. sob déficit hídrico. As sementes foram submetidas a 0, 1, 2 e 3 ciclos de HD no tempo X (½ da fase I) da curva de embebição. Avaliou-se a porcentagem, velocidade, tempo médio, índice de velocidade e sincronia de germinação. Ademais, plântulas oriundas de cada ciclos de HD foram submetidas a três tratamentos hídricos - rega diária como controle e rega a cada sete (E7) e quatorze (E14) dias durante 45 dias. Avaliaram-se a altura (cm), o diâmetro do caule (mm), o número de folhas, além da % de sobrevivência das plântulas. A aplicação de dois e três ciclos de HD reduziu o tempo médio, aumentou a velocidade média e o índice de velocidade de germinação das sementes, promovendo uma maior sobrevivência das plântulas de S. virgata. Nas plântulas, aumento no número de dias sob seca intermitente ocasionou uma redução nos parâmetros de crescimento, independente do tratamento pré-germinativo aplicado, não sendo possível inferir uma maior tolerância nas plântulas como memória dos ciclos de HD nas sementes.

Bibliographies de l'auteur

Filipe Andrade dos Santos, Universidade Federal de Sergipe

Graduando em licenciatura plena em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Sergipe (UFS). Atualmente é bolsista voluntário do Programa de Iniciação Científica (PIBIC-VOL), atuando no Laboratório de Fisiologia e Ecofisiologia Vegetal (LFEV) do Departamento de Biologia da mesma instituição, desenvolvendo estudos com ênfase nas relações hídricas e ecofisiologia de sementes e plântulas submetidas a hidratação descontínua, termocondicionamento, hidrocondicionamento e a tolerância a estresses ambientais. Atua também como Bolsista do Programa Residência Pedagógica mantido pela instituição federativa de Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), no ensino de ciências e biologia no Colégio de Aplicação - CODAP UFS

José Laurindo dos Santos Júnior, Universidade de São Paulo

Doutorando Direto em Ciências Biológicas (Botânica) pela Universidade de São Paulo (USP). Possui graduação em Ciências Biológicas (licenciatura plena) pela Universidade Federal de Sergipe (2022). Foi bolsista de Iniciação Científica (IC) do Laboratório de Fisiologia e Ecofisiologia Vegetal (LFEV) da mesma instituição pela COPES por quatro anos. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em Fisiologia Vegetal: estresses abióticos, especialmente déficit hídrico, acúmulo de solutos orgânicos osmoticamente ativos, análise de crescimento de plantas submetidas a estresses ambientais, condicionamento de sementes com diferentes agentes condicionantes, memória ao estresse em plantas. Realizou pesquisas com plantas do semiárido brasileiro (Caatinga). Trabalhou avaliando a memória ao estresse em sementes de dois representantes da família Annonaceae, a Annona squamosa L. (fruta do conde/pinha) e Annona muricata L. (graviola) e seus efeitos nas plântulas oriundas dessas sementes sob déficit hídrico. Avaliou os efeitos da alta temperatura (termopriming)na germinação e no desenvolvimento de plantas do semiárido brasileiro. Atuou com trabalho fitossociológico de marcação, coleta, identificação e conservação de material botânico em remanescentes de Mata Atlântica em Sergipe. Ademais, atuou como Monitor da disciplina de Elementos de Anatomia Humana na Universidade Federal de Sergipe e é Membro do Grupo de Anatomia Molecular (GAM) da mesma instituição. Além disso, fez estágio em docência não obrigatório no componente curricular Ciências em turmas dos anos finais da educação básica em uma escola municipal de Socorro/SE, bem como foi residente do programa Residência Pedagógica.

Elizamar Ciríaco da Silva, Universidade Federal de Sergipe

Possui graduação em Licenciatura Plena em Biologia pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (1991), mestrado (2002) e doutorado (2008) em Botânica pela mesma instituição, na área de Fisiologia Vegetal. Atualmente é professor Associado nível I da Universidade Federal de Sergipe, atuando na área de Fisiologia e Ecofisiologia Vegetal. Tem experiência em pesquisas com relações hídricas, trocas gasosas e análise de crescimento de plantas nativas e cultivadas submetidas a estresses ambientais, com ênfase nos estresses hídrico e salino. Atualmente desenvolve projetos com plantas de ambientes semiáridos (Caatinga) e fruteiras tropicais avaliando a ocorrência de memória em plântulas obtidas por sementes condicionadas (hardening) através da hidratação descontínua (hydropriming) e alta temperatura (thermo-priming).

Références

ACCHILE, S.; COSTA, R.N.; SILVA, L.K.S.; SANTOS, J.C.C.; SILVA, D.M.R.; SILVA, J.V. Biometria de frutos e sementes e determinação da curva de absorção de água de sementes de Sesbania virgata (Cav.) Pers. Scientific Eletronic Archives, v.10, n.5, p.26-34, 2017. https://doi.org/10.36560/1052017480

ALVES, E. U. et al. Influência do tamanho e da procedência de sementes Mimosa caesalpiniifolia Benth. sobre a germinação e vigor. Revista Árvore, v.29, p. 877-885, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-67622005000600006

ARAUJO, E.C.DE; MENDONÇA, A.V. R; BARROSO, D. G; LAMÔNICA, K. R; SILVA, R.F.DA.S. Caracterização morfológica de frutos, sementes e plântulas de Sesbania virgata (Cav.) Pers. Revista Brasileira de Sementes, vol. 26, nº1, p.105-110, 2004. https://doi.org/10.1590/S0101-31222004000100016

BANZATTO, D.A.; KRONKA, S.N. Experimentação Agrícola. 2. ed. Jaboticabal: FUNEP, 1992, 246p.

BENICASA, M.M.P. 2003. Análise de crescimento de plantas: noções básicas. Jaboticabal: FUNEP, 41.

BITTENCOURT, J. V. M. Proposta para conservação genética da Araucaria angustifolia. Pesquisa Florestal Brasileira, n. 55, p. 87-87, 2007.

BIRUEL, R. P., PAULA, R. C. de; AGUIAR, I. B. de. Germination of Caesalpinia leiostachya (benth.) ducke seeds classified by size and shape. Revista Árvore, p. 197–204, 2010. https://doi.org/10.1590/S0100-67622010000200001

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria Nacional de Defesa Agropecuária. Regras para Análise de Sementes. Brasília: Mapa/ACS, 399p. 2009.

BRUCE, T.J.A; MATTHES, M.C; NAPIER, J.A; PICKETT, J.A. Stressful ‘‘memories’’ of Plants: Evidence and Possible Mechanisms. Plant Science, v. 173, p. 603-608, 2007. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2007.09.002

BHADANE, R. S. et al. Seed hardening in relation to seedling quality characters of green gram (Vigna radiata L.). Legume Research-An International Journal, v. 45, n. 6, p. 749-755, 2022. http://dx.doi.org/10.18805/LR-4485

CHAVES, L.L.B; CARNEIRO, J.G.A; BARROSO, D.G; LELES, P.S.S. Efeitos da inoculação com rizóbio e da adubação nitrogenada na produção de mudas de Sesbania em substrato constituído de resíduos agroindustriais. Revista Árvore, v.27, n.4, p. 443-449, 2003. https://doi.org/10.1590/S0100-67622003000400004

CHEN, K.; ARORA, R. Priming memory invokes seed stress-tolerance. Environmental and experimental Botany, v. 94, p. 33-45, 2013. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2012.03.005

DUBROVSKY, J.G. Discontinuous hydration as a facultative requirement for seed germination in two cactus species of the Sonoran Desert. Jounal of the Torrey Botanical Society. v. 125, p. 33-39, 1998. https: //doi.org/10.2307/2997229

Fatokun, K.; Beckett, RP; Varghese, B. Uma Comparação de Embebição de Água e Deterioração Controlada em Cinco Espécies Ortodoxas. Agronomy, v. 12, p. 1486,2022. https://doi.org/10.3390/agronomy12071486

FERREIRA, A.G; BORGHETTI, F. Germinação: do básico ao aplicado. Porto Alegre: Artmed, p. 135, 2004.

FERREIRA, C.D., DE OLIVEIRA FREIRE, A. L.; BAKKE, I. A. Morfometria de estruturas reprodutivas, germinação e crescimento inicial de Hymenaea courbaril L. para fins de reconhecimento em campo. Concilium, vol. 22, no. 3, pp. 325-342, 2022. https://doi.org/10.53660/CLM-226-238

FLORENTINO, L. A.; MOREIRA, F. M. S. Características simbióticas e fenotípicas de Azorhizobium doebereinerae, microssimbiote de Sesbania virgata. Revista Árvore, v. 33, n. 2, p. 215-226, 2009. https://doi.org/10.1590/S0100-67622009000200003

FREITAS, R. S.; MEIADO, M. V.; SILVA, E. C. Seed discontinuous hydration does not benefit germination, but improves drought tolerance of Triplaris gardneriana seedlings. Acta Scientiarum. Biological Sciences, v. 43, p.e55992-e55992, 2021. http://dx.doi.org/10.4025/actascibiolsci.v43i1.55992

GAMBOA-DE-BUEN, A; CRUZ-ORTEGA, R; MARTINEZ-BARAJAS, E; SÁNCHEZ-CORONADO, M.E; OROZCO-SEGOVIA, A. Natural Priming as an Important Metabolic Event in the Life History of Wigandia urens (Hydrophyllaceae) Seeds. Physiologia Plantarum, v. 128, p. 520-530, 2006. http://dx.doi.org/10.1111/j.1399-3054.2006.00783.x

GARIGLIO, M. A. Uso sustentável e conservação dos recursos florestais da caatinga. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, Serviço Florestal Brasileiro, 2010.

GUIMARÃES, M. A.; DIAS, D. C. F. S.; LOUREIRO, M. E. Hidratação de sementes. Revista Trópica–Ciências Agrárias e Biológicas, v. 2, n. 1, p. 31, 2008.

HORA, I.S.; MEIADO, M.V. A hidratação descontínua de sementes favorece a produção de mudas de Myracrodruon urundeuva Allemão (Anacardiaceae)? Agroforestalis News, v.1, n.1, p. 20-24, 2016.

JAKELAITIS, A. et al. Biometria, embebição e tratamentos pré-germinativos em sementes de capim falso-massambará. Revista Cultura Agronômica, v. 25, n. 2, p. 187-198, 2016. https://doi.org/10.32929/2446-8355.2016v25n2p187-198

KAMBONA, C.M; KOUA, P.A; LÉON, J, et al. Stress memory and its regulation in plants experiencing recurrent drought conditions. Theor Appl Genet, v. 36, p. 136,2023. https://doi.org/10.1007/s00122-023-04313-1

KIGEL, J. Seed germination in arid and semiarid regions. In: Seed development and germination. Routledge, p. 645-699, 2017. https://doi.org/10.1201/9780203740071

KRZYZANOWSKI, F.C.; DIAS, D.C.F.dos S.; FRANÇA-NETO, J.B. Deteriorização e vigor da semente. Embrapa Soja. Circular técnica, p. 191, 2022.

LARCHER, W. Ecofisiologia vegetal. São Carlos, SP: Rima Artes e Textos, p. 531, 2006.

Li, R.; Min, D.; Chen, L.; Chen, C.; Hu, X. Hydropriming accelerates seed germination of Medicago sativa under stressful conditions: A thermal and hydrotime model approach. Legume Research, v. 40, n. 4, p. 741-747, 2017. https://doi.org/10.18805/lr.v0i0.8404

LI, X.; LIU, F. Drought Stress Memory and Drought Stress Tolerance in Plants: Biochemical and Molecular Basis, in: Drought Stress Tolerance in Plants. Copenhagen, p. 17–44, 2016. DOI: doi.org/10.1007/978-3-319-28899-4

LIMA, A. T; MEIADO M. V. Discontinuous hydration alters seed germination under stress of two populations of cactus that occur in different ecosystems in Northeast Brazil. Seed Science Research, v. 27, p. 292–302, 2017. doi:10.1017/S0960258517000241

LIMA, A.T., CUNHA, P.H.J., DANTAS, B.F. & MEIADO, M.V. Does discontinuous hydration of Senna spectabilis (DC.) H.S. Irwin & Barneby var. excelsa (Schrad.) H.S. Irwin & Barneby (Fabaceae) seeds confer tolerance to water stress during seed germination? Journal of Seed Sciences, vol. 40, pp. 36-43, 2018. https://doi.org/10.1590/2317-1545v40n1182838

MARENGO, J. A; CUNHA, A. P.; ALVES, L. M. A seca de 2012-15 no semiárido do Nordeste do Brasil no contexto histórico. Revista Climanálise, v. 3, n. 1, p. 49-54, 2016.

MARQUES, F.R.F et al. GerminaQuant: uma nova ferramenta para cálculos de germinação. Journal of Seed Science, v. 37, n. 3, p. 248-255, 2015. https://doi.org/10.1590/2317-1545v37n3145605

MACOVEI, A. et al. Systems biology and genome-wide approaches to unveil the molecular players involved in the pre-germinative metabolism: implications on seed technology traits. Plant cell reports, v. 36, n. 5, p. 669-688, 2017. https://doi.org/10.1007/s00299-016-2060-5

MALAVASI, U.C.; MALAVASI, M.M. Influência do tamanho e do peso da semente na germinação e no estabelecimento de espécies de diferentes estágios da sucessão vegetal. Floresta e Ambiente, v.8, n.1, p. 211-215, 2001.

MEIADO, M.V; ALBUQUERQUE, L.S.C; ROJAS-ARÉCHIGA; LEAL I.R. Seed germination responses of Cereus jamacaru DC. ssp. jamacaru (Cactaceae) to environmental factors. Plant Species Biology. p. 120-128, 2010. https://doi:10.1111/j.1442-1984.2010.00274.x

MEIADO, M.V. Evidências de memória hídrica em sementes da Caatinga. In: Stelmann JR, Isaias RMS, Modolo LV, Vale FHA e Salino A. (Orgs), Anais do 64º Congresso Nacional de Botânica: Botânica sempre viva. Belo Horizonte: Sociedade Botânica do Brasil, p. 89-94, 2013.

MORANDO, R. et al. Déficit hídrico: Efeito sobre a cultura da soja. Journal of Agronomic Sciences, v. 3, n. especial, p. 114–129, 2014.

NICOLAU, J. P. B. et al. Discontinuous hydration on the germination of Mimosa caesalpiniifolia and Pityrocarpa moniliformis seeds under water stress. Revista Caatinga, v. 33, n. 2, p. 555–561, abr. 2020. https://doi.org/10.1590/1983-21252020v33n228rc

OLIVEIRA, S. S. C et al. Caracterização morfométrica de sementes e plântulas e germinação de Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan. Ciência Florestal, v. 22, p. 643-653, 2012. https://doi.org/10.5902/198050986630

OLIVEIRA, M. F. C; SANTOS JÚNIOR, J. L dos; FREITAS, R. S; SILVA, E. C. Seedling physiological responses from Ceiba glaziovii (Kutze) K. Skum. to intermittent drought events. Journal of Biotechnology and Biodiversity, v. 9, n. 4, p. 322-329, 2021.

OLIVEIRA, A. B.; BOSCO, M. RO. Biometria, determinação da curva de absorção de água em sementes e emergência inicial de plântulas de Copernicia hospita Martius. Revista Brasileira de Agroecologia, v. 8, n. 1, p.66-74, 2013.

OHSE, S. Sementes recalcitrantes: um apanhado. Visão Acadêmica, v. 23, n.2, 2022. http://dx.doi.org/10.5380/acd.v23i2

OZDEN, E.; ERMIS, S.; DEMIR, I. Seed Priming Increases Germination and Seedling Quality in Antirrhinum, Dahlia, Impatiens, Salvia and Zinnia Seeds. Journal of Ornamental Plants, v. 7, n. 3, p. 171-176, 2017.

PAIVA, J. N.; NORONHA, B. G.; PEREIRA, M. D.D. Biometria de frutos e sementes de Piptadenia moniliformis Benth. por meio de processamento digital de imagens. In: II CONIDIS (II Congresso Internacional da Diversidade do Semiárido, 2018.

PAPARELLA, S; ARAÚJO, S.S; ROSSI, G, et al. Seed priming: state of the art and new perspectives. Plant Cell Rep, V. 34, p. 1281–1293, 2015. https://doi.org/10.1007/s00299-015-1784-y

PEDRERO-LÓPEZ, L. V.; RODRÍGUEZ, A. R.; CORONADO, M. E. S.; HERNÁNDEZ, P. E. M.; OROZCO-SEGOVIA, A. Effects of Hydropriming Treatments on the Invigoration of Aged Dodonaea viscosa Seeds and Water-Holding Polymer on the Improvement of Seedling Growth in a Lava Field. Restoration Ecology, v. 24, n. 1, p. 61-70, 2016. https://doi.org/10.1111/rec.12283

PEREIRA, Wilson Vicente Souza et al. Imbibition curve in forest tree seeds and the triphasic pattern: theory versus practice. South African Journal of Botany, v. 144, p. 105-114, 2022. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.08.032

POTT, A.; POTT, V. J. Plantas do Pantanal. Corumbá: Embrapa; CPAP; SPI, p. 320, 1994. https://doi.org/10.1590/S0102-311X1995000400015

PORTES, M. T. A interação ecofisiológica planta-ambiente: o papel da aclimatação fotossintética na resposta a fatores ambientais em espécies arbóreas. Tese (Ciências Biológicas) IRBC. 2010. http://hdl.handle.net/11449/100662

RITO, K.F.; ROCHA, E. A.; LEAL, I. R.; MEIADO, M. V. As sementes de mandacaru têm memória hídrica? Boletín de La Sociedad Latino-americana y del Caribe de Cactáceas y otras suculentas. v.6, p. 26-31, 2009.

RODRIGUES, A.C.C.; OSUNA, J.T.A.; QUEIROZ, S.R.O.D.; RIOS, A.P.S.R. Biometria de frutos e sementes e grau de umidade de sementes de angico (Anadenanthera colubrina (vell.) Brenan var. Cebil (griseb.) Altschul) procedentes de duas áreas distintas. Revista Científica Eletrônica de Engenharia Florestal, ano IV, n. 8, 2006.

SADHUKHAN, A; PRASAD, S.S; MITRA, J. et al. How do plants remember drought? Planta, v. 256, n. 7, 2022. https://doi.org/10.1007/s00425-022-03924-0

SALOMÃO, A. N.; FUJICHIMA, A. G. Respostas de sementes de Tabebuia aurea (Silva Manso) Benth. & Hook. F. ex S. Moore (Bignoniaceae) à dessecação e ao congelamento em temperaturas subzero. Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia-Comunicado Técnico (INFOTECA-E), 2002.

SANTOS, C. S; LIMA, A. T; MEIADO, M. V. Efeito da hidratação descontínua em sementes de Mimosa tenuiflora (Willd.) poir. (Fabaceae) submetidas a déficit hídrico durante a germinação. Informativo ABRATES, vol 28, n. 1, p 71- 75, 2018.

SEN, A; PUTHUR, J. T. Seed priming-induced physiochemical and molecular events in plants coupled to abiotic stress tolerance: An overview. In: Priming-Mediated Stress and Cross-Stress Tolerance in Crop Plants. Academic Press, p. 303-316, 2020. DOI: doi.org/10.1016/B978-0-12-817892-8.00018-0

SANTOS, C. S.; MEIADO, M. V. Plântulas de Sapindus saponaria L. se desenvolvem melhor após hidratação descontínua das sementes? In: Reunião Nordestina de Botânica, Recife. Anais... Recife: UFRPE, p. 46, 2017a.

SANTOS, J. A. S.; LIMA, A. T.; MEIADO, M. V. Aumento da tolerância ao estresse hídrico em sementes de Caraibeira (Tabebuia aurea) submetidas à hidratação descontínua. In: Reunião Nordestina de Botânica, 35., 2017, Recife. Anais... Recife: UFRPE, p. 17, 2017a.

SANTOS, K. C.; HORA, I. S.; NASCIMENTO, J. P. B.; MEIADO, M. V. Efeito da hidratação descontínua em plântulas de angico de bezerro submetidas a déficit hídrico. In: Encontro Regional de botânicos de MG, BA, e ES. Porto Seguro. Diversidade vegetal da Mata Atlântica: tecendo redes de conhecimento: anais. Porto Seguro: UFSB, p. 44, 2018.

SANTOS JÚNIOR, J. L.; FREITAS, R. S.; SILVA, E. C. Discontinuous hydration improves germination and drought tolerance in Annona squamosa seedlings. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 3, 2021. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13706

SANTOS JÚNIOR, J. S. dos; LUZ, F. dos. S; SILVA, E. C. da. Utilização de Alta Temperatura para Quebra de Dormência Tegumentar de Sementes de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. Ensaios e Ciência C Biológicas Agrárias e da Saúde, v. 26, n. 4, p. 423-428, 2022. https://doi.org/10.17921/1415-6938.2022v26n4p423-428

SANTOS, D. R.; MOREIRA, F.M.S.; SIQUEIRA, J.O. Fósforo, fungo micorrízico e rizóbio no crescimento, nodulação e fixação biológica do nitrogênio em Sesbania virgata (Cav.) e Sesbania rostrata (Bram). In: Anais do FertBio; 1997.

SILVA, E. C.; SILVA, M. F. A.; NOGUEIRA, R. J. M. C.; ALBOQUERQUE, M. B. Growth evaluation and water relations of Erythrina velutina seedlings in response to drought stress. Brazilian Society of Plant Physiology, p. 225-233, 2010. https://doi.org/10.1590/S1677-04202010000400002

SILVA, B. A. et al. Caracterização biométrica dos frutos, sementes e germinação da espécie Hymenaea stigonocarpa. Revista Multidisciplinar do Vale do Jequitinhonha-ReviVale, v. 2, n. 1, 2022. https://doi.org/10.56386/2764-300X202279

SILVA, E. C. et al. Drought stress and plant nutrition. Plant stress, v. 5, n. 1, p. 32-41, 2011.

SILVA, E. C, et al. Drought and its consequences to plants—From individual to ecosystem. Responses of organisms to water stress, p. 18-47, 2013. http://dx.doi.org/10.5772/53833

TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia Vegetal. 6. Ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

WOJTYLA, K.; et al. Drought stress memory and subsequent drought stress tolerance in plants. In: Priming-Mediated Stress and Cross-Stress Tolerance in Crop Plants. Academic Press, p. 115-131, 2020. DOI: doi.org/10.1016/B978-0-12-817892-8.00007-6