Aula Germinação

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Importância do estudo de sementes
-Manutenção e melhoramento de plantas 
cultivadas;
-Manutenção de germoplasma;
-Recursos para reflorestamento e recomposição
da vegetação;
-Mecanismos de manutenção e renovação das 
populações naturais;
-Ecológica.
• Na natureza a semente é uma fonte de alimento
básica para muitos animais.
• É essencial para a alimentação humana, 
constituindo a base de sua fonte alimentícia.
A semente é um dos principais recursos para o 
manejo agrícola e silvícola de populações de 
plantas.
Origem da semente
-ABA → Impede a germinação da semente 
ainda na planta-mãe e estimula a síntese de 
proteínas LEA (Abundantes na 
Embriogênese Tardia).
-LEA → Proteínas extremamente hidrofílicas 
que protegem o sistema de membranas 
contra os danos provocados pela falta de 
água.
-Sacarose →Protege a célula através da 
substituição da água por carboidratos não 
redutores.
Mecanismos de dispersão
Anemocoria→→→→ dispersão pelo ar → tamanho
pequeno com alta relação superfície/volume 
→planamento ou apêndices plumosos ou alados.
Hidrocoria →→→→ água → flutuação, resistência à
imersão com tecidos impermeáveis.
Mecanismos de dispersão
Epizoocoria→→→→ pêlo ou pele de animais →
estruturas adesivas, apêndices ou ganchos.
Endozoocoria→→→→ fezes de animais → comestíveis, 
tegumento espesso ou mucilagem.
Mecanismos de dispersão
Bolocoria→→→→ explosão mecânica → estruturas do 
fruto que se abrem rapidamente lançam as 
sementes longe da planta-mãe..
Antropozoocoria→→→→ homem→ comestíveis, 
tegumento espesso ou mucilagem.
Estrutura de armazenamento da semente
As sementes podem apresentar diferentes
estruturas de armazenamento de reservas como:
-Endosperma: Gramíneas, mamona, tomate.
-Embrião (folhas cotiledonares): Orquídeas, 
alface e algumas leguminosas.
-Perisperma: Estrutura proveniente da nucela; 
beterraba.
Endosperma-6418Ricinus communis
Endosperma5896Phoenix dactylifera
Cotilédone56123Vicia faba
Radícula, 
hipocótilo
66818Bertholletia
excelsa
Cotilédone26 (amido)1737Glycine max
Cotilédone12 (amido)4831Arachis hypogea
Endosperma75 (amido)212Triticum aestivum
Endosperma75 (amido)511Zea mays
Estrutura de 
armazenamento
CarboidratosLipídeosProteínasEspécie
Composição química da semente
Composição química da semente
-A reserva de uma semente é uma importante 
fonte de energia e de compostos estruturais para 
a nova planta que surge após a germinação.
-Os principais compostos de reserva são: 
proteínas, lipídeos e carboidratos (carboidratos 
solúveis, amido e carboidratos de parede celular 
como os mananos, arabinogalactanos e 
galactoglucomananos).
Carboidratos
-O carboidrato de reserva mais comum nas 
sementes é o amido: polissacarídeo formado por 
amilose e amilopectina; ambas são longas 
cadeias formadas por polímeros de molécula de 
glicose, formando longas cadeias com ligações 
tipo α,1-4. Amilose é uma cadeia linear de 300 a 
400 moléculas de glicose.
Amilopectina possui uma cadeia lateral de 
glicose com uma ligação tipo β, 1-6 ligando-a à
cadeia principal.
Lipídeos
-São compostos solúveis em éter, benzeno e 
clorofórmio, mas insolúveis em água. Lipídeo é
um termo genérico para gorduras e óleos; 
-Os óleos são a principal fonte de energia de 
numerosas espécies e são frequentemente 
encontradas em certa quantidade em sementes que 
armazenam principalmente amido.
-Os lipídeos geralmente são ésteres de ácidos 
graxos.
Lipídeos
-O grau de insaturação (proporção entre ligações 
simples e duplas entre átomos de carbono) e o 
número de átomos de carbono na molécula, que 
determinarão o tipo e as propriedades dos ácidos 
graxos.
-Os ácidos oléico, linoléico e linolênico que tem 
18 carbonos com 1, 2 e 3 duplas ligações 
respectivamente, são os principais ácidos graxos 
encontrados em sementes oleaginosas.
Vernólico
Linolênico
Linoléico
Oléico
Esteárico
Palmítico
Láurico
Cáprico
Caprílico
Nome
Assa-peixeC18:1
LinhoC18:3
SojaC18:2
OlivaC18:1
AbóboraC18:0
AlgodãoC16:0
CocoC12:0
------C9:0
-------C7:0
PlantaCarbono:Ligações 
insaturadas
Ácidos graxos em sementes de plantas
Proteínas
- As proteínas são moléculas extremamente 
grandes, complexas e com alto peso molecular 
(40.000 ou mais). Constituem a reserva de 
nitrogênio da semente que será utilizada no 
crescimento da plântula. As proteínas são 
polímeros de aminoácidos conectados por 
ligações peptídicas. 
- Fisiologicamente as proteínas são a matriz da 
vida em sementes e outras células vivas.
Proteínas
-A composição dos aminoácidos nas proteínas 
de reserva das sementes é diferente dos tecidos 
da folha e outros tecidos vegetativos.
-Proteínas de sementes são deficientes em um 
ou mais dos três aminoácidos essenciais (lisina, 
triptofano e metionina) da dieta dos animais 
monogástricos.
-Baseando-se na solubilidade e método de 
separação, OSBORNE (1924) dividiu as 
proteínas em quatro grupos:
Proteínas
1-Albuminas: Solúveis em água em pH 
neutro ou levemente ácido, sendo coaguladas 
pelo calor. As enzimas do ovo são 
predominantemente albuminas.
2-Globulinas: Solúveis em água e 
solução salina, não sendo prontamente 
coaguladas pelo calor. Sementes de 
leguminosas são geralmente ricas em 
globulinas (ex. Glicinina em soja).
Proteínas
3-Glutelinas: São insolúveis em água, 
mas solúveis em soluções salinas ou em ácidos 
e álcalis fortes. As sementes de trigo são ricas 
em glutenina, que confere à farinha de trigo a 
capacidade de esticar e também permite que 
a massa cresça.
4-Prolaminas: São solúveis em álcool 70 
ou 90%. Os grãos de cereais são ricos em 
prolaminas (ex. proteína zeína das sementes 
de milho). 
Proteínas
-Em geral os cereais são ricos em prolaminas e 
glutelinas. Já as sementes de leguminosas são ricas em 
em globulinas e albuminas, sugerindo uma melhor 
qualidade nutricional.
-Importantes prolaminas: zeína no milho; gliadina no 
trigo; hordenina na cevada. 
-Importantes glutelinas: zecanina no milho; glutenina
no trigo; orizenina no arroz.
-Importantes globulinas: principalmente em sementes 
de leguminosas: legumina, vicilina, glicinina, vignina e 
araquina.
Proteínas
-Na germinação, as proteínas são hidrolisadas 
em aminoácidos, transportados e ressintetizadas 
no eixo do embrião, de acordo com o balanço 
protéico da planta.
-Proteínas de reserva em sementes também 
existem como lecitinas (lectinas), que são 
glicoproteínas (polímeros de açúcar-proteínas). 
Acima de 1% da proteína de soja é lecitina.
Outros compostos em sementes
-A semente deve conter uma reserva de 
nutrientes minerais até que a plântula seja 
autotrófica.
-Fitina é a fonte primária de fósforo na semente.
-A semente contém sais orgânicos complexos de 
cálcio, magnésio, manganês e potássio. Os 
minerais são liberados durante a germinação 
pela enzima fitase.
Outros compostos em sementes
-Alcalóides: compostos nitrogenados cíclicos 
armazenados em sementes e outras partes 
vegetativas das plantas.
-Protegem a planta contra predadores, reduzindo 
a palatabilidade ou podendo ser tóxico para 
diversos animais. Os alcalóides de sementes 
também têm função aleloquímica;
--Alguns alcalóides conhecidos: nicotina, 
cafeína, morfina, estriquinina e teobromina.
Outros compostos em sementes
-Compostos fenólicos: taninos, ácido 
clorogênico, cumarinas, ácido ferúlico e ácido 
caféico. Podem inibir germinação (dormência) e 
também atuar como alelopáticos ou para evitar a 
predação das sementes;
-Vitaminas: muitas sementes são ricas fontes 
de diversas vitaminas;
-Hormônios vegetais: auxinas, giberelinas, 
citocininas, ABA e outros reguladores do 
metabolismo.Germinação
- Fisiologicamente a germinação é definida 
como sendo a retomada de uma intensa 
atividade metabólica pela semente, envolvendo 
a embebição e absorção de água, hidratação dos 
tecidos, absorção de O2, ativação de enzimas 
hidrolíticas, transporte de moléculas 
hidrolisadas para o embrião, aumento na 
atividade respiratória, início da divisão celular 
seguido de expansão e emergência do embrião.
Exigências para a germinação
-Água:
-A embebição é o primeiro passo no processo de 
germinação.
-Sementes vivas ou mortas absorvem água. A 
absorção ocorre devido à diferença de potencial 
hídrico (ψ) em função dos colóides presentes 
nas sementes e dos carboidratos solúveis.
-A entrada de água ativa um grande número de 
enzimas hidrolíticas. Ex: α-amilase.
Metabolismo após embebição
• Aumento na atividade respiratória minutos após 
embebição (padrão trifásico ou tetrafásico);
• Fase I: Reativação das enzimas do ciclo de 
Krebs e da fosforilação oxidativa;
• Fase II: Mobilização de reservas (amido, 
proteínas e lipídios)
• Sementes grandes: anaerobiose parcial = 
fermentação alcoólica
1) Respiração
Metabolismo após embebição
• Também padrão trifásico;
• Fonte: fosforilação oxidativa
2) Taxa ATPásica
Metabolismo após embebição
• Síntese de DNA: reparo e reidratação de 
moléculas preexistentes;
• Inicia após hidratação usando substratos já
presentes;
• Genes expressos: função desconhecida;
• Maioria das proteínas são globulinas e 
enzimas de mobilização lipídica;
3) Síntese Protéica
Exigências para a germinação
- Temperatura
-A germinação envolve numerosos processos 
enzimáticos de catabolismo e anabolismo que 
dependem da temperatura.
- Sementes não-dormentes: Temperaturas 
Cardeais: Tmax, Tmin, Tot
302410Fumo
30-3525-303-5Aveia
40-4230-3710-12Arroz
40-4432-358-10Milho
MáximoÓtimoMínimoSemente
Temperatura
Variação de temperatura em que a 
germinação ocorre para diferentes sementes
Exigências para a germinação
- Gases
-A germinação requer um elevado nível de 
oxigênio.
-A maioria das espécies germinam melhor em 
um ambiente composto por: 20% de O2, 0,03% 
de CO2 e 80% de N. Um decréscimo abaixo de 
20% usualmente diminui a taxa de germinação.
Fatores que influenciam a germinação
• As sementes podem ser classificadas 
como: 
• Fotoblásticas positivas → luz favorece a 
germinação.
• Fotoblásticas negativas → escuro 
favorece a germinação.
• Fotoblásticas neutras → germinação 
ocorre independente de luz ou escuro.
1) Luz
-(1952) Borthwick et al : germinação de sementes 
de alface eram fotorreversíveis pela exposição de 
sementes úmidas durante alguns minutos na 
radiação vermelha ou vermelha extrema;
- O pigmento fitocromo era o receptor de luz que 
controlava a resposta das sementes em função do 
comprimento de onda.
-O fitocromo é uma proteína que existe em duas 
formas interconversíveis:
Fv (inativo) Fve (ativo)
FORMA 
INATIVA
FORMA 
ATIVA
Mecanismo proposto:
Fv → Fve = produção de hormônios →
enzimas com atividade hidrolítica →
germinação.
680-700 nm → vermelho (visível) → promotor 
de germinação
>700 nm → vermelho-extremo (invisível) →
inibidor de germinação
Luz vermelha
Germinação
2) Hormônios vegetais
1-Giberelinas ativam enzimas hidrolíticas 
de digestão;
2-Citocininas estimulam a divisão celular, 
resultando na emergência da radícula e da 
plúmula;
3-Auxinas promovem o crescimento pela 
expansão da coleorriza, radícula, plúmula e 
também pelos tropismos.
Semente dormente
X
Semente quiescente
Semente quiescente: a semente permanece em 
repouso após a sua dispersão, necessitando 
essencialmente de água para que ocorra a 
germinação.
Semente dormente: a semente permanece em 
repouso após a sua dispersão e mesmo quando 
existe água disponível para a germinação, a 
mesma não ocorre, sendo necessário outro fator 
para que a germinação ocorra.
Tipos de dormência
1-Dormência embrionária: o embrião necessita 
se desenvolver após a dispersão para alcançar 
um estado em que esteja apto para germinar.
2-Dormência pelo tegumento: o tegumento de 
algumas sementes dificultam a absorção de água 
ou a difusão de gases (O2), impedindo a 
germinação.
3-Dormência fisiológica: a semente não 
germina pela presença de alguma substância 
inibidora ou pela necessidade de alguma 
substância promotora. 
Quebra de dormência
1-Luz
2-Temperatura baixa (estratificação)
3-Escarificação: química ou mecânica
4-Fogo
5-Degradação de substâncias inibidoras de 
germinação: digestão ou lixiviação
Substâncias inibidoras de germinação
1-ABA
2-Cumarinas
3-Alcalóides
4-Compostos fenólicos
5-Ácidos orgânicos
6-Óleos essenciais
Longevidade
-A duração da viabilidade ou longevidade da 
semente depende do genótipo, mecanismos de 
dormência e condições de armazenamento.
-Sementes de Lupino (Lupinus articus) encontradas 
enterradas em um pântano no Canadá, germinaram 
após 10.000 anos.
-Sementes de lótus indiano provenientes do lago da 
Manchúria, germinaram após 1.000 anos.
-As principais condições para manutenção da 
viabilidade das sementes são: baixa temperatura, 
baixa umidade e baixa concentração de O2.
Longevidade
-As desempenham quatro funções importantes para a vida e 
a continuidade no tempo das populações vegetais.
-Essas funções são: reprodução; disseminação dentro de uma 
mesma comunidade; expansão de novos territórios ou em 
direção a outros habitat e sobrevivência do germoplasma em 
condições metereológicas ou ambientais desfavoráveis para o 
crescimento.
-Nos bosques tropicais sazonais, muitas sementes produzidas 
durante a época chuvosa devem sobreviver no solo durante a 
estação seca para germinar e começar o crescimento no 
princípio da estação úmida.
Ecologia da longevidade
-Em toda comunidade vegetal pode-se encontrar 
espécies com sementes com grande longevidade 
e outras com curta longevidade.
-A longevidade relaciona-se com a história da 
planta, a estacionalidade climática, a distância 
temporal entre o período de frutificação e a 
germinação da espécie, o agente dispersor da 
semente, o nível de estresse ambiental e a 
pressão dos predadores que sofre a semente no 
solo, antes e durante a germinação.
Ecologia da longevidade
-História de vida da planta: plantas de ciclo de vida curto 
possuem uma grande longevidade.
-Estacionalidade climática: Climas marcadamente estacionais 
favorecem espécies com grande longevidade.
-Agente dispersor: Características das sementes relacionadas 
com sua dispersão podem indicar a duração da viabilidade. 
Por exemplo: sementes dispersas pela água tem uma testa 
dura e uma grande longevidade.
-Pressão de predadores: Uma alta pressão reduz a duração 
da longevidade das sementes.
-Nível de estresse ambiental: Quanto maior o estresse do 
ambiente, maior é a longevidade das sementes das espécies.
Armazenamento de sementes
-O armazenamento de sementes é uma maneira de manter 
vivo, por longos períodos de tempo, o germoplasma de 
espermatófitas.
-Algumas permanecem vivas por tempo indefinido, durante 
séculos, quando são armazenadas em condições adequadas. 
Nem todas as sementes podem ser armazenadas com êxito. 
-As sementes são denominadas ortodoxas quando podem ser 
dessecadas até conteúdos de umidade muito baixos sem 
sofrer danos (10-12% de umidade de equilíbrio). Quanto 
menor a umidade da semente, maior a longevidade da 
semente. Normalmente a viabilidade das sementes permanece 
durante anos, décadas ou séculos.
Armazenamento de sementes
-As sementes são denominadas recalcitrantes 
quando não podem ser dessecadas sem sofrer 
danos, devendo permanecer com altos teores 
de umidade (30-60%). Quandoa umidade da 
semente diminui abaixo dos valores críticos, a 
mesma morre. Normalmente a viabilidade da 
semente varia de dias a meses (menos de 1 
ano).
Provas de viabilidade
-Respirometria pelo método de Warburg
-Raios X 
-Cloreto de 2,3,5-trifenil tetrazólio (1 a 5%)
Prova de germinação
-Como germinar sementes:
-Selecionar uma amostra de sementes de origem e idade 
conhecida, coletada e armazenada de maneira adequada.
-Determinar se o tamanho da amostra disponível é suficiente 
para desenhar uma seqüência breve ou ampla de 
experimentos.
-Imediatamente depois da coleta, investigar se há a 
possibilidade de germinação imediata em um meio de 
germinação adequado em uma ou várias condições de luz e 
temperatura que devem ser selecionadas de acordo com as 
características do Habitat de onde são provenientes as 
sementes.
Pré-tratamentos para sementes com 
tegumento duro.
a) Escarificação mecânica: incisão ou 
raspagem.
b) Escarificação com ácidos: H2SO4 e HCl.
c) Escarificação térmica: imersão em água 
quente, altas temperaturas a seco.
d) Termoperíodo marcado.
Meios para a germinação.
a) Placas de Petri com ágar a 1%.
b) Placas de Petri com papel de filtro.
c) Caixas de germinação com toalhas de 
papel.
d) Vermiculita.
e) Solo.
f) Areia.