51447-AULA_-_GERMINAÇÃO_DE_SEMENTES_-_Laerte

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GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE 
PLANTAS CULTIVADAS
Laerte Gustavo Pivetta
Sumário
1. Introdução; 
2. Definição;
3. Processo da germinação;
4. Fatores que afetam a germinação;
5. Teste de germinação;
6. Considerações Finais.
1. INTRODUÇÃO
Estudo da Germinação
Acadêmicos - Fisiologia Vegetal
Estudos básicos e mais aprofundados, independente da importância econômica da espécie
Objetivo principal é o conhecimento do processo
Aplicados
Tentativa de ampliar conhecimentos sobre espécies de importância econômica 
Objetivo principal é a obtenção de subsídios para a resolução de problemas
Maturidade fisiológica das sementes
Fonte : SeedNews
Ponto de maturidade fisiológica
1. INTRODUÇÃO
ZIGOTO
CRESCIMENTO E DIFERENCIAÇÃO
EMBRIÃO MADURO
EMBRIÃO MADURO
REPOUSO FISIOLÓGICO
GERMINAÇÃO
QUIESCÊNCIA
DORMÊNCIA
CRIPTOBIOSE
DEFICIÊNCIA HÍDRICA
BAIXO CONSUMO DE OXIGÊNIO
INIBIDORES
MENOR ATIVIDADE ENZIMÁTICA
1. INTRODUÇÃO
Definição
Germinação
Conceitos...definições...
“ Fenômeno pelo qual, sob condições apropriadas, compreende uma 
seqüência ordenada de atividades metabólicas, no qual o eixo 
embrionário dá prosseguimento ao seu desenvolvimento que tinha 
sido interrompido, nas sementes ortodoxas, por ocasião da maturação 
fisiológica.”
1. INTRODUÇÃO
2. DEFINIÇÃO
• Fisiologia e Botânica: protrusão da radícula
• Tecnologia de sementes: formação de plântula normal
• Produtor: emergência da plântula (visível acima do solo)
PADRÃO TRIFÁSICO DE EMBEBIÇÃO
Tolerância à desidratação Sensibilidade à desidratação
Fonte: Ferreira & Borguetti, 2004.
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
1. Respiração e 
acúmulo de ATP
2. Síntese de 
RNAm e reparo 
de DNA
3. Ativação de 
polissomos
4. Síntese de 
proteínas a partir 
de RNAms 
recentemente 
sintetizados 
5. Síntese e duplicação de 
DNA (2C a 4C)
6. Início da degradação de 
reservas
7. Células da radícula 
alongam-se
8. Protrusão da radícula 
9. Mitose
3.PROCESSO DE GERMINAÇÃO
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
• Rápida absorção de água;
• Duração: 8 a 16 horas;
• Teor de água
• Início das atividades metabólicas
Exalbuminosas: 40-50% de água
Albuminosas: 30-35% de água
Respiração
Ativação enzimas
Início degradação de reservas
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
DANOS POR EMBEBIÇÃO
Pré-umidificação (24 horas a 25 oC) 
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
• Embebição
• Amolecer o tegumento;
• Intensificar a respiração;
• Favorecer trocas gasosas;
• Induzir síntese e atividade de enzimas e hormônios;
• Contribuir para digestão das reservas;
• Translocação e assimilação das reservas;
Crescimento e diferenciação dos tecidos
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
Processo físico
Potencial Matricial (Ψm) Potencial Osmótico (Ψos)
•A ocorrência da embebição necessita que os tecidos que envolvem o embrião sejam
permeáveis à água.
•Há sementes que possuem tegumentos impermeáveis, parcialmente permeáveis e
totalmente permeáveis.
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
Fonte:www.seedbiology.com
60% Protrusão da radícula 
Região crítica
Para protrusão da radícula
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
Absorção de água por sementes embebidas em água (0 MPa) e em soluções osmóticas com potencial 
osmótico (-0,5; -1,0 e -1,5 MPa). 
Direção do movimento de água na semente
Processo de difusão
Fonte: Marcos Filho, 2005.
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
FASE I: Embebição – reativação do metabolismo
FASE II: Processo bioquímico preparatório ou indução do crescimento
• Drástica redução da velocidade de embebição e respiração;
•Digestão reservas – substâncias solúveis;
• Translocação – eixo embrionário;
• Assimilação – formação de novos tecidos.
Sementes dormentes não ultrapassam a FASE II
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
FASE III: Crescimento
• Divisão e expansão celular;
• Fase visível da germinação;
• Protrusão da radícula (ruptura do tegumento)
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
Fonte: Maia et al, 2011 
FASE III: Crescimento
Novo impulso à embebição e à atividade respiratória: 
sementes atingem > 65% água
•Formação da plântula
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
3. METABOLISMO DA GERMINAÇÃO
3. METABOLISMO DA GERMINAÇÃO
3. METABOLISMO DA GERMINAÇÃO
3. METABOLISMO DA GERMINAÇÃO
• Durante a germinação os hormônios atuam na comunicação do eixo
embrionário e os tecidos de reserva.
• Os Principais hormônios que controlam a germinação são:
• Ácido Abscísico (ABA)
• Giberelinas (Ácido Giberélico – AG)
• Etileno
• O ABA e as AGs atuam de modo inverso no controle da síntese de
enzimas envolvidas na degradação das paredes celulares do
endosperma
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
Giberelina citocinina inibidores Dormência (D)/ 
Germinação (G)
+ + + G
+ + - G
+ - + D
+ - - G
- - - D
- - + D
- + - D
- + + D
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Fonte: Carvalho & Nakagawa, 2012. 
3. PROCESSO DE GERMINAÇÃO
Hipógea
Epígea
Tipos de germinação
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Germinação ↔ Determinadas condições devem ser satisfeitas.
1. Fatores internos 2. Fatores externos
•Longevidade •H2O
•Viabilidade •T o C
•Grau de maturação •O2
•Dormência •Luz
•Sanidade •Promotores Químicos
Fonte: Marcos Filho, 2005.
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Período em que a semente se mantém viva.
Determinada pelo genótipo e diretamente influenciada pelo
ambiente, o que torna impossível saber a longevidade das
sementes.
(Toledo e Marcos Filho, 1977).
Longevidade
4.1. Fatores Internos
Longevidade de sementes de algumas espécies
Espécie Longevidade
Mimosa glomerata + de 200 anos
Astragalus massiliensis 100 – 150 anos
Cassia bicapsularis 100 – 150 anos
Ulmus campestris aproximadamente 6 meses
U. americana aproximadamente 6 meses
Acer sacharium 1 semana 
Salix japonica 1 semana 
(Carvalho e Nakagawa, 2012).
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Viabilidade 
O período que a semente REALMENTE vive é determinado pela interação entre o
os fatores genéticos e fatores ambientais.
Viabilidade ≤ Longevidade
A viabilidade está relacionada à alguns fatores:
(Carvalho e Nakagawa, 2012).
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
a) Características genéticas da planta progenitora 
Espécies e cultivares diferentes terão diferentes períodos de
viabilidade mesmo sob as mesmas condições ambientais.
Teste de frio e envelhecimento acelerado na avaliação de vigor de sementes de 
Feijão- Frade
Fatores Internos
Figura: Representação gráfica dos valores do vigor da primeira
contagem do teste padrão de germinação e da germinação do testes
padrão (25º C durante 8 dias).
Conclusão: as cultivares apresentaram 
respostas diferenciadas.
(Guiscem, 2010)
“Plantas bem nutridas = sementes vigorosas” 
A primeira grande influencia é na fase II: momento de acúmulo de matéria seca.
“Deficiência hídrica= sementes de menor densidade ou, até mesmo, sementes
chochas”
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
c) Condições climáticas predominantes durante a maturação
Viabilidade 
b) Vigor das plantas progenitoras: 
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
c) Condições climáticas predominantes durante a maturação
Viabilidade 
Efeitos dos estresses hídrico e térmico sobre o número e pesodas sementes de soja 
(Dornbos e Mullen, 1991).
Estresse hídrico
Número sementes por planta Peso de mil sementes (g)
29 oC 35 oC 29 oC 35 oC
Testemunha 136 131 208 188
Moderado 132 108 192 135
Severo 112 87 164 99
* Mostrar trabalho Fioreze et al.
d) Grau de injúria mecânica
É provavelmente o fator mais importante dos que 
concorrem para reduzir a viabilidade!!!
Fonte: http://www.seednews.inf.br
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Viabilidade 
* Mostrar dados livro Nakagawa
Avaliação de danos mecânicos em sementes de feijão 
por meio da análise de imagens 
(Mondo et al., 2009).
Avaliação de danos mecânicos em sementes de feijão 
por meio da análise de imagens 
(Mondo et al., 2009).
Avaliação de danos mecânicos em sementes de feijão 
por meio da análise de imagens 
(Mondo et al., 2009).
Avaliação de danos mecânicos em sementes de feijão 
por meio da análise de imagens 
(Mondo et al., 2009).
e) Condições ambientais de armazenamento 
• Condições inadequadas  aumentar o metabolismo...
• Metabolismo ativado  não germina  taxa de deterioração acelerada. ..
• Deterioraçãomorte da semente! Perda total da viabilidade!
Fatores Internos
Viabilidade 
Fonte : Embrapa
Grau de Maturação
• Caracteriza o momento em que a semente deixa de receber nutrientes da
planta, passando a sofrer influência do ambiente.
• Armazenamento no campo* (CUIDADO – exposição à intempéries)
• Teoricamente – o ponto de MF representa o momento em que a qualidade da
semente é máxima.
Colheita Difícil - planta ainda apresenta grande quantidade de 
ramos e folhas verdes; alto teor de água ocasionaria danos 
mecânicos e haveria ainda a necessidade de utilização de um 
método rápido e eficiente de secagem, que na prática nem sempre 
é possível.
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Dormência de sementes
gramíneas forrageiras
•Dificulta estabelecimento uniforme
•Favorecendo surgimento de plantas 
invasoras
•Limita a época de semeadura
Característica não desejada
KNO3 H2SO4
Métodos de superação da dormência
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Sanidade 
Causada por agentes bióticos externos, porém,
considerada uma característica intrínseca da semente.
4.1. Fatores Internos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Fonte: http://germinax.com.br/
Água 
A rapidez de absorção de 
água pelas sementes está 
na dependência dos 
seguintes fatores:
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
- espécie
- potencial fisiológico das sementes
- temperatura
- relações semente/água do solo
- disponibilidade de água
- área de contato
Fig. 6: Velocidade de absorção de água por algumas sementes
(Burch e Delouche, 1959).
Água
-Espécies
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Fatores Externos
Água
- Potencial fisiológico da semente
• Sementes mais deterioradas  sistema de membranas desorganizado  embebição 
mais rápida
• Embebição  Fase I do padrão trifásico
• Sementes com maior potencial fisiológico  absorção mais lenta da água 
Fatores Externos
Água
- Temperatura
• Aumento da temperatura reduz a viscosidade da água e beneficia a embebição da 
água.
• Efeito concomitante ao aumento do metabolismo pela própria semente.
Emergência de plântulas em solo argiloso-arenoso com diferentes graus de umidade 
(Popinigis, 1977).
Espécie Grau de umidade do solo (%)*
7 8 9 11 14 16 18
Repolho 0 80 94 92 93 91 86
Girassol 0 73 89 90 92 82 90
Cebola 0 0 75 91 91 91 91
Alface 0 0 0 29 62 73 82
• Capacidade de campo = 16%
• Ponto de murcha permanente = 9%
Fatores Externos
Água
- Disponibilidade de água
Fatores Externos
Água
- Contato solo semente
• Tabela livro Nakagawa pg 149
Área de superfície em contato (mm2) Dias para germinação Germinação total
Início Fim
0,8 9 21 90
3,0 8 14 90
9,0 5 10 100
28,0 5 9 100
Contato total (testemunha) 2 3 100
Temperatura
* Germinação total
* Velocidade de germinação.
* Velocidade de absorção, sobre as reações bioquímicas que
determinam todo o processo
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Fonte: Marcos Filho, 2005.
Temperatura
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Temperatura
Uniformidade de germinação de 
erviha (Gulliver e Heydecker, 1973).
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Degradação das substâncias de reserva
fornecimento de nutrientes e energia para o desenvolvimento
do eixo embrionário
O2 Combustível
-Dificilmente é um fator limitante p/ germinação!
- Maioria das espécies não exige uma concentração maior que 10%.
Oxigênio
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Efeitos da concentração de oxigênio na germinação de sementes de algumas 
espécies (Siegel e Rosen, 1962).
(Carvalho e Nakagawa, 2000).
Oxigênio
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Luz
Fotoblásticas positivas - beneficiadas pela luz
Fotoblásticas negativas - prejudicadas pela luz
Não Fotoblásticas ou indiferentes
(maioria das espécies cultivadas).
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
Outros fatores
• Pré e pós colheita;
• Fertilidade do solo;
• Adubação;
• Preparo para o armazenamento, e posterior comercialização (secadas e 
tratadas quimicamente);
• Em sementes de frutos carnosos - processo de extração.
Fatores Externos
4. Fatores que afetam a germinação de sementes
5. Teste de germinação 
Importância
Período de avaliação
Temperatura ótima 
luz
Tratamentos para superação de dormência
6. Considerações Finais
É obrigatória a apresentação dos resultados do teste de germinação 
junto ao Boletim de Análise de Sementes para a comercialização das 
sementes. 
Os estudos sobre a germinação das sementes permitem a identificação de 
possíveis problemas que podem ser solucionados antes de chegarem ao 
produtor.
Importante pois apresenta resultados reproduzíveis e comparáveis entre 
laboratórios.
O menor período de avaliação daria maior agilidade a comercialização. 
Estudos recentes 
- Tolerância à dessecação;
- Re-indução da tolerância à dessecação;
Biotecnologia = importante ferramenta
- Proteínas LEA associadas à tolerância à dessecação;
- Detecção de genes associados à estresse abiótico;
Diferentes estádios durante o processo de germinação de sementes de Arabipopsis thaliana
Fonte: Maia et al, 2011 
Fonte: Maia et al, 2011 
Reestabelecimento da tolerância à dessecação em sementes de Arabidopsis thaliana