Fatores que influenciam a germinação de sementes

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GERMINAÇÃO 
DAS 
SEMENTES
Weitbrecht et al. (2011) J Exp Bot, 62: 3289–3309
Eventos visíveis durante a germinação (ruptura do 
endosperma e da testa) e o crescimento pós-germinativo.
Exigências para a germinação
Maturidade da semente
- Comum a necessidade de dessecamento → sementes ortodoxas
- Sementes resistentes ao dessecamento → sementes recalcitrantes 
(ex.: cacau, Citrus, manga, seringueira, coco.)
Fatores ambientais requeridos para germinação
- Água
- Ar (oxigênio)
- Temperatura
- Luz (variável com a espécie)
Mistura de gases
Percentual de CO2 Percentual de O2 Germinação (%)
0,0 20,9 100
16,9 17,4 93
30,0 14,7 50
35,0 13,6 31
36,8 13,2 10
38,7 12,8 1
Efeito da relação entre CO2 e O2 sobre a germinação 
de sementes de aveia
CO2 e O2
Germinação de algumas ervas sob temperaturas constantes. 
(A) Espécies com germinação ótima sob baixas temperaturas. 
(B) Espécies com germinação ótima sob temperaturas elevadas.
A B
Temperatura
Taxa média de 
germinação de sementes 
de 41 genótipos de 
gramíneas, sob diferentes 
condições de luz, com ou 
sem resfriamento prévio. 
ESTRATIFICAÇÃO
Temperatura e Luz
ESTRATIFICAÇÃO
Tratamento prévio de sementes hidratadas, sob 
baixas temperaturas (ou elevadas), visando a 
posterior germinação . 
A estratificação também pode modificar as 
exigências de luz para a germinação de 
algumas sementes.
Por exemplo, em sementes dormentes de maçã, 
quanto mais longo o tempo de estratificação, 
maior é o percentual de germinação a 25ºC.
Endogenous contents of ABA in germinating seeds and the effect of moist cold 
stratification. After-ripened seeds were incubated at 4º C in the dark which inhibits 
germination (cold stratification). Germination occurs during subsequent incubation 
at 22º C in the light and is completed by endosperm rupture.
Weitbrecht et al. (2011) J Exp Bot, 62: 3289–3309
A germinação de sementes 
de alface apresenta típica 
resposta foto-reversível 
controlada pelo fitocromo. 
O efeito do tratamento depende 
do último flash aplicado.
Último flash 
vermelho
Último flash 
vermelho-distante
Qualidade da luz
Espectro de absorção das duas formas 
do fitocromo A, Pr e Pfr.
O cromóforo de um fitocromo consiste de 
uma cadeia aberta tetrapirrólica, ligada a 
uma apoproteína. Absorção de luz 
vermelha resulta em uma isomerização 
cis/trans de uma ligação dupla, causando 
mudança na posição de um anel pirrol (em 
vermelho).
PFRPR
Vermelho, 660nm
Vermelho-distante, 730nmForma
inativa
Forma
ativa
Escuro
Alta temperatura
GerminaçãoDormência
Resposta foto-reversível controlada pelo fitocromo
Mecanismos propostos para a ação do PFR promovendo a germinação:
-PFR influência a síntese de giberelinas
-Ativação de genes codificando enzimas relacionadas com a germinação
-Influência a permeabilidade da membrana
-Aumenta atividade de cinases
Quiescência e Dormência
“Uma semente quiescente é aquela que inicia e completa 
o processo germinativo quando não existe insuficiência 
de fatores do ambiente e não há presença de elementos 
externos tóxicos capazes de impedir a germinação.” 
As sementes dormentes apresentam alguma restrição 
interna ou sistêmica à germinação, mesmo sob condições 
ambientais favoráveis. Tal restrição endógena deve ser 
superada para que o processo germinativo ocorra.
As sementes quiescentes germinam quando não há 
restrição ambiental ao processo germinativo.
Tipo Natureza Causa Mecanismos prováveis Exemplos
Endógena (ou embrionária; causada por algum bloqueio relacionado ao próprio embrião)
Fisiológica Primária 
ou 
secundária
Inibição de natureza 
fisiológica envolvendo uma 
interação entre o embrião e 
os tecidos adjacentes, mas 
controlada primariamente 
pelo embrião
- inibidores químicos
- resistência dos envoltórios 
e potencial de crescimento 
do embrião
- fotoequilíbrio do fitocromo
- balanço hormonal
Ocotea puberula
Tibouchina spp.
Morfológica Primária Embrião indiferenciado ou 
subdesenvolvido 
(rudimentar ou em estágio 
de torpedo)
- Embrião continua em fase 
de crescimento lento após a 
dispersão, sob influência de 
fatores do ambiente
Phoenix dactilifera
Morfo-
fisiológica
Primária Dormência fisiológica em 
embrião com dormência 
morfológica
-embrião precisa atingir um 
tamanho crítico
- balanço entre promotores 
e inibidores
- mobilização de reservas 
para o embrião
- inibidores químicos (ABA?)
Annona crassiflora
Classificação dos principais tipos de dormência 
(Baskin e Baskin, 1998; Carvalho, 1994)
Tipo Natureza Causa Mecanismos prováveis Exemplos
Exógena (ou extra-embrionária; causada pelo tegumento, endocarpo, pericarpo e ou órgãos extra-florais)
Física Primária 
ou 
secundária
Estrutura do tegumento 
e ou do pericarpo
- impermeabilidade dos 
envoltórios à água e ou aos 
gases
Adenanthera 
pavonina
Química Primária Inibidores químicos 
presentes na semente
e ou no fruto
- inibição do processo de 
germinação dos embriões 
não dormentes
Vitis vinifera
Mecânica Primária Estrutura lenhosa/pétrea
do endocarpo ou do 
mesocarpo 
- resistência mecânica 
impede crescimento do 
embrião
Bertholletia excelsa
Classificação dos principais tipos de dormência 
(Baskin e Baskin, 1998; Carvalho, 1994)
Além dos eventos metabólicos associados à embebição 
da semente, o balanço entre as concentrações de alguns 
hormônios (especialmente ABA e GA) interfere na 
manutenção ou quebra da dormência do embrião.
PADRÃO DE GERMINAÇÃO
Sequência 
Embebição
Ativação enzimática
Iniciação do crescimento do embrião
Ruptura do tegumento
Emergência da radícula
ABSORÇÃO DE 
ÁGUA PELAS 
SEMENTES
EMBEBIÇÃO
Representação esquemática do padrão trifásico de absorção 
de água durante a embebição de sementes. 1- Respiração e acúmulo 
de ATP; 2- Síntese de m-RNA e reparo de DNA; 3- Ativação de polissomos; 4- Síntese de 
proteínas; 5- Síntese e duplicação do DNA; 6- Início da degradação de reservas; 7-
Alongamento das células da radícula; 8- Protusão da radícula; 9- Mitose.
O movimento de água é controlado pelas 
diferenças nos potenciais hídricos do 
solo e das sementes.
Componentes do potencial hídrico
Ψw = ΨS + Ψm + ΨP
Representação esquemática do padrão trifásico de absorção 
de água durante a embebição de sementes. Na Fase I, o maior 
componente do Ψw da semente é o Ψm. Na fase II há um relativo balanço entre ΨS
e ΨP. Na Fase III o ΨS passa a ter maior importância (aumenta a concentração de 
solutos, com valores mais baixos de ΨS). 
Absorção de água por sementes embebidas em água (0 MPa), 
em uma solução com potencial osmótico próximo do potencial 
hídrico do embrião (-0,5 MPa) e em outra com potencial 
osmótico mais negativo (-1,0 MPa), situação na qual se verifica a 
completa inibição da protusão radícular. A linha pontilhada 
indica a protusão da radícula (no conteúdo de água 60%).
Decurso de alguns eventos importantes associados com a 
germinação e o crescimento pós-germinativo.
Durante a Fase I a água é absorvida pela semente (embebição). No platô (Fase II) o 
metabolismo prossegue e se completa o reparo dos componentes celulares danificados 
durante a desidratação e a re-hidratação. Após a germinação a massa fresca aumenta com o 
crescimento da plântula (Fase III), quando as reservas são mobilizadas. 
Declínio na quantidade de proteínas codificadas por mRNA 
pre-existentes, presentes em embriões secos de rabanete. 
(A) Nova síntese de RNA foi impedida (mais tarde) pelaadição de 
cordicepina. (B) Conteúdo de mRNA durante a germinação, na 
presença e na ausência de cordicepina (inibidor da síntese de RNA). 
Representação esquemática da germinação de uma semente 
de dicotiledônea contendo endosperma como tecido de 
reserva e retenção. São ilustradas as possíveis forças que 
conduzem à protusão da radícula. 
INJÚRIAS PELA EMBEBIÇÃO 
E VAZAMENTO DE SOLUTOS
DANOS ÀS SEMENTES RESULTANTES DA PERDA DE 
SOLUTOS, DURANTE A EMBEBIÇÃO, COMO 
CONSEQÜÊNCIA DE ALTERAÇÕES NO ARRANJO DAS 
MEMBRANAS, PELA DESIDRATAÇÃO E REIDRATAÇÃO. 
Transições do arranjos da membrana do estado “cristalino-
líquido” para o estado “gel”, durante a desidratação, e a re-
organização durante a re-hidratação. Quando as membranas 
estão protegidas por açúcares, por exemplo, a formação da 
fase gélica é evitada, o que reduz as injúrias por embebição.
Desidratação
Re-hidratação
ou outros açúcares solúveis
CONSUMO DE O2
PELAS SEMENTES
RESPIRAÇÃO DURANTE A 
EMBEBIÇÃO E GERMINAÇÃO
Padrão de consumo de oxigênio pelo embrião (A) e tecidos 
de reserva (B) de sementes, durante e após a germinação. 
Absorção de água, consumo de O2 e conteúdo de ATP, em 
sementes de alface, ao longo do tempo. A seta indica o momento 
da transferência das sementes para uma atmosfera de N2, o que 
resulta em queda imediata na respiração e produção de ATP.
(A) Conteúdo de etanol de 
grãos de Echinochloa
embebidos em atmosfera de 
N2 ou no ar. No gráfico maior 
encontra-se a soma dos 
conteúdos de etanol dos 
grãos e do meio circundante. 
No gráfico pequeno está 
apenas o conteúdo nas 
sementes. (B) Atividade da 
desidrogenase alcoólica. 
N2 Ar
A germinação do arroz pode ocorrer sem O2
- Em atmosfera de N2 e em ambientes alagados, primeiro se 
expande o coleoptile com as folhas, ao invés da radícula.
- Produção inicial de ATP ocorre graças às fermentação 
alcoólica.
- Só mais tarde ocorre desenvolvimento das raízes.
MOBILIZAÇÃO DAS 
RESERVAS DAS 
SEMENTES