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Tratamento de Sementes com Atenuadores de Estresse Prof. José Eduardo S. B. da Silva Bom Jesus da Lapa 2021 O que é tratamento de sementes? “Consiste na aplicação de defensivos químicos (fungicidas e inseticidas) além de micronutrientes, polímeros, pigmentos, dentre outros e por último, o inoculante”. (Dall’Agnol; Henning, 2019) 2 Industrial • Importância: • Tecnologia consideravelmente barata frente aos benefícios. • Proteger ao máximo a semente – melhoria do estande de plantio. • Tipos de tratamento: • Produtos: • Fungicidas e inseticidas. On Farm 3 • Produtos: • Fungicidas e Inseticidas; • Plasma: • Outros tratamentos: • Ciclos de Hidratação e Secagem; • Reguladores vegetais e Bioativadores. Sangue, não!!! Atmosférico 4 • Principal função desses modos de tratamento de sementes: • Uniformidade de germinação e emergência de plântulas – Envigorar a semente; • Melhoria da germinação e superação dos estresses abióticos. • Estresses abióticos na germinação: • GERMINAÇÃO e períodos de tolerância. Como ocorre a germinação??? 5 Castro e Hilhorst, 2004 20 40 60 80 C o n te ú d o d e ág u a (% ) p es o f re sc o Tempo de embebição FASE I Absorção de água FASE II Intervalo de preparo ativação metabólica FASE III Germinação crescimento Intolerante à dessecação Tolerante à dessecação Será mesmo? 6 Fases da Germinação EMBEBIÇÃO DESENVOLVIMENTO EMERGÊNCIA 7 ▪ Rápida; ▪ Processo físico (H2O + matriz); ▪Material morto ou vivo. Embebição Modelo TRIFÁSICO – Fase I Platô H2O 8 H2O ▪ Preparação e ativação de metabolismo. ▪Ψ H2O sementes = 0. Desenvolvimento Modelo TRIFÁSICO – Fase II Hipóteses H2O no Embrião Células rígidas Estruturas impedem expansão 9 ▪ Absorção - Embrião deve ter Ψ diminuído. ▪Quebra Macromoléculas. • Ψp ↓ +++ (enfraquecimento estruturas). Desenvolvimento Modelo TRIFÁSICO – Fase II Ψ H2O sementes Temperatura PROTRUSÃO RADÍCULA 10 Semente ↑↑ ATP Etanol Enzimas • Respiração → produção: • DNA e RNA; • Proteínas. Desenvolvimento Modelo TRIFÁSICO – Fase II H2O ~ 50% H2O ~ 20% O2 11 ✓Reparo danos; ✓Ciclo celular: • Alongamento radícula (alongamento, expansão) → MITOSE; • Algumas espécies germinam sem mitose → Desenvolvimento Modelo TRIFÁSICO – Fase II TUBULINA. 12 Quando será a Fase III...??? Sementes Dormentes Priming • Aumento da absorção da água; • Início crescimento do embrião. Emergência Modelo TRIFÁSICO – Fase III EMBRIÃO Giberelinas (GAs) Endosperma Enzimas Hidrolíticas POTENCIAL EMBRIONÁRIO Ácido abscísico (ABA) 14 Emergência de Plântulas Ponto Sem Retorno... Modelo TRIFÁSICO – Fase III 16 Efeitos dos estresses abióticos • Salino: • Água ou substrato; • Danos iônicos; • Diminuição do componente osmótico. Alves et al., 2019 Germinação de soja em salinidade 17 Spadeto et al., 2012 Germinação de Apuleia leiocarpa (VOGEL.) J. F. Macbr. NaCl PEG 6000 18 Efeitos dos estresses abióticos • Hídrico: • Desidratação dos tecidos – mecânico; • Diminuição do potencial de água. Silva et al., 2011 Germinação de cenoura em estresse hídrico. 19 Efeitos dos estresses abióticos • Térmico: • Aumento da respiração dos tecidos; • Desnaturação das enzimas – Champeronas. Oliveira et al., 2014 Germinação de aroeira-do-sertão (Myracrodruon urundeuva) 20 Estresse oxidativo • Espécies reativas de oxigênio – quais são? • Subprodutos de processos metabólicos que envolvem o oxigênio. • Estresse oxidativo: prejuízo ou defesa? • Níveis não tóxicos estimulam o metabolismo de defesa. O2 - Super óxido H2O2 Peróxido 1O2 Singleto HO- Hidroxila 21 Estresse oxidativo • Enzimas antioxidantes: • Peroxidases; • Catalases; • Superóxido dismutase. Sharma et al., 2012 22 Ajustamento osmótico • Açúcares livres e redutores; • Proteínas e aminoácidos: • Prolina e Glicina betaína. • Liberadas do vacúolo para o citosol – diminuição do potencial hídrico; • Possibilita a entrada de água no meio celular. • Íons Ca+ e K+. 23 Utilização de águas salinas em meloeiro (Silva, 2020). 24 Salinidade e temperatura em chia (Paiva et al., 2018). 25 Um momento... Como enfrentar esses problemas??? Estresses 26 Utilização de atenuadores • São produtos (reguladores, inseticidas e elementos) aplicados nas sementes para superação de estresses abióticos. • E o momento de aplicação desses atenuantes? Vejamos... 27 Castro e Hilhorst, 2004 20 40 60 80 C o n te ú d o d e ág u a (% ) p es o f re sc o Tempo de embebição FASE I Absorção de água FASE II Intervalo de preparo ativação metabólica FASE III Germinação crescimento Intolerante à dessecação Tolerante à dessecação 28 Como atuam os principais atenuadores? • Ácido giberélico: • Iniciador do processo de germinação; • Regulador responsável pelo alongamento celular. • Em condições de estresses promove uma rápida emergência; • Maiores crescimento radicular e de parte aérea. 29 • Na literatura... • Tolerância a salinidade: • Sementes de alfafa (Younesi; Moradi, 2014); • Sementes de beterraba açucareira (Kandil et al., 2014); • Sementes de arroz (Chunthaburee et al., 2014); • Sementes de cevada (Abdel-Hamid; Mohamed, 2014); • Sementes de melancia (Silva, 2014); • Sementes de melão aromático (Pandya et al., 2017). 30 Como atuam os principais atenuadores? • Ácido salicílico: • Metabólito secundário; • Envolvido no sistema de defesa de patógenos e pragas; • Inibidor de germinação. • Como??? • Depende da dosagem a ser aplicada. • Doses baixas de AS estimulam a produção de Giberelinas. 31 • Na literatura... • Estresse hídrico: • Sementes de cevada (Habibi, 2012); • Sementes de gergelim (Silva et al., 2017). • Estresse térmico: • Sementes de arroz (Grohs et al., 2016); • Sementes de melão aromático (Kaur; Guta, 2017). 32 • Na literatura... • Estresse salino: • Sementes de melancia (Silva, 2014); • Sementes de chia (Costa, 2019); • Sementes de cebola (Silva et al., 2019); • Sementes de melão amarelo (Silva, 2020). • Khan et al., 2015 (Salicylic acid-induced abiotic stress tolerance and underlying mechanisms in plants). 33 Como atuam os principais atenuadores? • Tiametoxam: • Inseticida sistêmico, via semente; • Considerado bioativador de metabolismo; • Poucos trabalhos com hortaliças e em condições de estresse. • Principal problema é sua liberação para determinadas culturas. • Promove tolerância em condições de salinidade: • Aveia-preta (Almeida et al., 2012); • Melancia (Silva, 2014). 34 Como atuam os principais atenuadores? • 2,4 – epibrassinolídeo: • Brassinoesteróide que está envolvido em diversos processos metabólicos de crescimento e produção; • Hormônio promissor; • 1 g mais caro que Ouro... 35 36 Considerações finais • Trabalhos em andamento: ✓Melão, cenoura e beterraba. • Perspectivas de pesquisa: ✓Outras culturas; ✓Definir dosagens; ✓Testar novos produtos. 37 Considerações finais • Maior divulgação da técnica aos produtores; • Ser economicamente viável: • AS: 1Kg = R$ 300,00 • GA: 2 g = R$ 22,00 • Novos cenários de produção: • Clima; • Pós-pandemia; • Novos desafios. 38 Dúvidas??? Contato: jose.eduardo@ifbaiano.edu.br zeduardo_dd@hotmail.com Obrigado !!! 39
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