relatorio germinação de sementes

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ
BRUNA BARÇANTE
RELATÓRIO DE TRABALHO PRÁTICO DE ANATOMIA E FISIOLOGIA VEGETAL
Trabalho apresentado ao Centro Universitário Estácio de Sá como requisito parcial de avaliação do primeiro semestre de 2020 da disciplina de Anatomia e Fisiologia Vegetal.
Belo Horizonte,
2020
1 Introdução
Este trabalho foi realizado com o objetivo de verificar experimentalmente as fases do desenvolvimento de dois grandes grupos vegetais (Eudicotiledônea e Monocotiledônea), observando as diferenças entre os dois grupos, bem como o que ocorre quando esses grupos crescem na presença ou na ausência da luz. O objetivo dos experimentos realizados neste trabalho foi verificar as alterações que ocorrem nos vegetais desde a quebra da dormência das sementes pela atuação da água e germinação, até o desenvolvimento da planta. As sementes são importantes fontes de perpetuação e dispersão das espécies vegetais, além de serem recursos alimentares importantes para os animais e também para os humanos. Eles possuem a função de manutenção da diversidade das espécies vegetais e os bancos de sementes podem ser utilizados para a recuperação da riqueza e de espécies em áreas degradadas. Tendo em vista a importância ecológica e econômica das sementes, torna-se importante o conhecimento sobre sua fisiologia e desenvolvimento, o que foi foco neste trabalho.
2 Material e Métodos
2.1 Estudo de embebição de sementes de feijão e milho
Um total de 60 sementes de feijão e 60 sementes de milho foram utilizados durante os experimentos realizados neste trabalho. Para os procedimentos de verificação de embebição, um lote de 20 sementes de Eudicotiledônea (feijão) e um lote de 20 sementes de Monocotiledônea (milho) foram utilizados. Devido a ausência de balança, cada lote foi reunido em uma folha e então foi feito o desenho de um círculo ao redor dos lotes de sementes. Esse primeiro desenho foi chamado de T0. Após esse procedimento, as sementes foram colocadas em tampas de plástico com uma camada de algodão encharcado com água.
A partir do desenho dos círculos e da colocação das sementes no substrato com água, repetiu-se esse desenho dos lotes de sementes diariamente até ocorrer a germinação da primeira semente. Cada desenho realizado foi chamado de T1, T2 e assim por diante, até tempo final. Os dados foram anotados e foi feito um registro fotográfico do procedimento. Após a germinação da primeira semente, as sementes foram descartadas.
Figura 1. Experimento de embebição de sementes de feijão e de milho.
2.2 Estudo de germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de feijão e milho
Uma camada de algodão foi colocada no fundo de caixas de ovos e encharcados com água. As caixas de ovos foram cortadas de modo que ficaram 4 partes com 4 cavidades cada. O lote das 40 sementes restantes de feijão foi então dividido da seguinte forma: 5 sementes foram colocadas em cada cavidade da caixa de ovos. O mesmo foi feito com as 40 sementes de milho. No total, foram 8 experimentos com feijões e 8 experimentos com milhos. 4 experimentos contendo sementes de feijão e 4 contendo sementes de milho, com 5 sementes cada foram colocados dentro de uma caixa de sapato bem tampado, para não entrar nenhuma luz. A caixa ficou ao abrigo da luz direta, em lugar arejado e sem calor elevado. Os 4 experimentos restantes de feijão e os 4 de milho, com 5 sementes cada, foram colocados em um lugar onde havia bastante luminosidade. Foi feito o monitoramento diário dos experimentos para verificar se as sementes necessitavam de água e foi feita a reposição, se necessário. Também foi observado diariamente tanto as sementes deixadas na claridade e no escuro para verificar e anotar quantas germinaram em cada dia. Após o aparecimento das folhas em todos os 8 experimentos, as plantas foram colocadas no solo, sob influência da luz.
Figura 2. Delineamento experimental. Foram utilizadas mais uma réplica desses experimentos para claro e escuro, com um total de 8 experimentos.
2.3 Observação de gutação em plântulas de feijão e milho
Quando surgiram as primeiras folhas, tanto de Monocotiledôneas, quanto de Eudicotiledôneas, duas plântulas de cada foram escolhidas e então cobriu-se as plântulas com um copo ou garrafa plástica transparente à noite e observou-se o que aconteceu pela manhã. 
3 Resultados e discussão
3.1 Estudo de embebição de sementes de feijão e milho
Experimentos de embebição de sementes de feijão e de milho foram realizados, porém devido à falta de uma balança, não foi possível pesar as sementes para acompanhar o seu peso no decorrer dos dias. Com isso, optou-se por reunir as sementes e desenhar um círculo ao redor do lote de sementes todos dias desde o T0 (27/04/2020). Infelizmente, embora o desenho diário do círculo tenha sido uma alternativa à ausência da balança, não foi possível verificar com acurácia a embebição das sementes e foi observada apenas uma ligeira diferença no comprimento do círculo. Porém, com as observações morfológicas foi possível perceber o aumento do volume e tamanho das sementes devido a absorção de água e hidratação dos tecidos. Abaixo seguem os esquemas dos desenhos obtidos nos experimentos de embebição das sementes.
Figura 3. Esquema do desenho obtido no experimento de embebição das sementes de feijão a partir do tempo zero (27/04/2020).
Figura 4. Esquema do desenho obtido no experimento de embebição das sementes de milho a partir do tempo zero (27/04/2020).
3.2 Estudo de germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de feijão e milho
3.2.1 Germinação de feijão no claro
Na avaliação morfológica das sementes dos feijões colocadas para germinar em condições de presença de luz natural, com um fotoperíodo de 12 horas, observou-se a fase inicial de germinação, com a emissão da raiz primária nas primeiras sementes a germinarem, o que aconteceu por volta do terceiro dia após a semeadura (Figura 5). A germinação dessas sementes teve início com a sua embebição, ou seja, com a absorção de água pelas sementes, sendo possível observar que elas aumentaram o seu volume devido a hidratação dos tecidos. Após a embebição e ativação do metabolismo, deu-se início a elongação pelo eixo embrionário, emergindo a radícula (Figura 5). 
Figura 5. Germinação dos feijões na condição de presença de luz. (A) Rompimento do tegumento pela raiz primária; (B) Germinação de um grupo de feijões viáveis. 
Como havia 4 lotes e, cada lote possuía um total de cinco sementes, verificou-se diariamente o status de desenvolvimento de cada uma delas a partir do tempo zero (27/04/2020), quando se iniciou o processo de semeadura das sementes em algodão molhado. De início, apenas cinco sementes germinaram nos primeiros dias transcorridos o início do experimento, sendo três delas do lote 2 e as outras duas do lote 4. Essa verificação do surgimento da radícula ocorreu três dias após a semeadura (30/04/2020). Com o decorrer dos dias, essas sementes que haviam germinando se desenvolveram no embrião e posteriormente na plântula, como será relatado a seguir. Infelizmente o restante das sementes dos outros lotes não germinaram. Algumas murcharam e outras apodreceram.
Após à germinação das cinco sementes viáveis, foi possível observar as fases posteriores do desenvolvimento das plântulas, com o desenvolvimento das seguintes estruturas: epicótilo, folhas primárias, raiz primária e as raízes secundárias. Também foi possível observar os cotilédones próximos ao sistema radicular axial ou pivotante, acima da superfície, característica de uma germinação epígea (Figura 6).
.B
A
Figura 6. Observação morfológica inicial da plântula (A) antes do aparecimento das folhas e abertura dos cotilédones; (B) após a emergência das folhas primárias e abertura dos cotilédones que estão acima da superfície do solo= germinação epígea.
Na etapa de emergência, os cotilédones começaram a se separar e as folhas primárias se separam e se abriram. As primeiras folhas simples (primárias) iniciaram então o seu desenvolvimento, ficando totalmente
expandidas na posição horizontal. Posteriormente, surgiu a primeira folha trifoliolada. Subsequentemente, foi possível observar o desenvolvimento da segunda e da terceira folha trifoliolada, ocorrendo também nessa fase o desenvolvimento dos primeiros ramos secundários. Todas essas etapas correspondem ao desenvolvimento vegetativo da planta (Figura 7).
Dia 51
Dia 18
Dia 14
Dia 12
Dia 11
Dia 9
Dia 8
Dia 7
Dia 6
Dia 5
Dia 4
Dia 3
Figura 7. Etapas do desenvolvimento do feijão na presença da luz natural.
Após a abertura da terceira folha trifoliolada, foi possível observar o surgimento de alguns pequenos botões florais em uma das plantas. Até o momento final de observação deste trabalho, uma das plantas encontrava-se em período de pré-floração, quando ocorreu o desenvolvimento dos primeiros ramos secundários e o surgimento dos primeiros botões florais (18/06/2020) (Figura 8). Infelizmente será possível acompanhar a floração a tempo para a entrega desse relatório.
Dia 51
Figura 8. Desenvolvimento dos primeiros ramos secundários e o surgimento dos primeiros botões florais na planta de feijão.
3.2.2 Germinação de feijão no escuro
Assim como no experimento anterior de germinação no claro, também se observou a primeira germinação no terceiro dia após a semeadura inicial, isto é, as primeiras germinações foram verificadas no dia 30/04/2020. Entretanto, ao contrário do experimento anterior em que apenas cinco sementes germinaram, obteve-se um sucesso maior na germinação, com um maior número de sementes germinadas ao final do experimento, com um total de nove sementes germinadas (Tabela 1). As demais sementes apodreceram e deram fungos.
Tabela 1. Resultado cumulativo da quantidade de sementes de feijão que germinaram a cada dia no escuro.
	Tempo pós semeadura
	Data
	Lote 1
	Lote 2
	Lote 3
	Lote 4
	T0
	27/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T1
	28/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T2
	29/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T3
	30/04/2020
	0
	2
	0
	1
	T4
	01/05/2020
	1
	2
	1
	1
	T5
	02/05/2020
	2
	3
	1
	1
	T6
	03/05/2020
	2
	3
	2
	2
O processo de germinação e de desenvolvimento das plântulas que iniciaram seu crescimento no escuro foi similar ao do outro experimento em que as plantas cresceram no claro, porém, observou-se algumas alterações significativas, características de plantas que crescem na ausência de luz. Primeiramente observou-se a embebição das sementes, com o aumento de volume das mesmas e posteriormente a radícula emergiu-se do tegumento. Após a emersão da raíz primária, o embrião foi se desenvolvendo até o surgimento do hipocótilo e dos cotilédones, com o desenvolvimento das raízes secundárias (Figura 9).
Dia 10
Dia 6
Dia 5
Dia 3
Figura 9. Etapas do desenvolvimento do feijão na ausência de luz.
Algumas particuladores observadas nas plantas que cresceram no escuro foram: ausência de pigmentos, no caso a clorofila que confere a cor verde as plantas e, o estiolamento das plantas, quando o caulo fica mais comprido. Como observado na figura 9, desde o surgimento da radícula, as estruturas das plantas que cresceram no escuro se apresentaram esbranquiçadas. A luz é um recurso ambiental fundamental para o desenvolvimento das plantas e a sua variação ou ausência influencia diretamente o desenvolvimento dos vegetais. Neste experimento é possível visualizar a diferença de germinação com e sem luz, sendo que as estruturas das plantas de feijão expostas à luz apresentaram coloração verde (Figura 7), enquanto que as plantas deixadas no escuro ficaram com coloração esbranquiçada e as folhas amareladas (Figura 9). Com relação ao estiolamento, os caules das plantas que ficaram no escuro apresentam-se finos e mais compridos devido à ausência de luz (Figura 10). 
Figura 10. Estiolamento da plântula de feijão que germinou e cresceu no escuro.
Nas folhas das plantas existem moléculas fotorreceptoras que percebem variações na qualidade e intensidade de luz e desencadeiam respostas que culminam no desenvolvimento das plantas. Essas moléculas são pigmentos e entre eles está o fitocromo. Ele absorve luz na banda do vermelho e vermelho extremo (600-700 nm) e possui uma característica importante: é fotorreversível, ou seja, ele pode existir em duas formas que podem mudar de acordo com a intensidade de luz que incide sobre a planta. Então, no escuro o fitocromo está na forma Fv, na qual o pico de absorção é no vermelho, enquanto que ao receber radiação solar a maior parte das moléculas de fitocromo tem pico máximo de absorção no vermelho-extremo e os fitocromos convertem-se para a forma Fve. Essa é a forma fisiologicamente ativa e que influencia na germinação de sementes fotoblásticas positivas, ou seja, que dependem de luz para germinar. O fitocromo também está envolvido no crescimento de caules e folhas, síntese de biomoléculas, como por exemplo a clorofila.
No início do experimento as plantas começaram a crescer na ausência de luz, assim a síntese de clorofila não aconteceu, já que a produção é estimulada quando os fitocromos estão na forma ativa (Fve). Isso justifica então as folhas das plantas germinadas no escuro terem ficado esbranquiçadas/amareladas. O fitocromo também influencia no desenvolvimento do caule. Após o surgimento das folhas, essas plantas que cresceram no escuro foram plantadas em solo, na presença de luz, e assim, gradativamente elas foram adquirindo coloração verde devido a ativação dos fitocromos pela presença da luz e produção de clorofila (Figura 11).
Dia 18
Dia 13
B
A
Figura 11. Planta que desenvolveu no escuro e foi verificado o estiolamento do caule. (A) Após o aparecimento das primeiras folhas de coloração amarelada devido a ausência de clorofila, a planta foi colocada no solo na presença de luz natural. É possível verificar o caule esbranquiçado e os cotilédones e folhas amarelados logo quando a planta foi plantada no solo. (B) A mesma planta foi adquirindo coloração gradativamente a coloração verde após alguns dias na presença da luz devido a produção de clorofila.
É possível observar a diferença de coloração das plântulas do claro e do escuro quando plantadas no solo (Figura 12a) e, após alguns dias na presença de luz, as plantas que cresceram no escuro começam a adquirir coloração esverdeada devido ao início da produção da clorofila (Figura 12b).
A
B
Figura 12. (A) Diferenciação de plantas de feijão que germinaram no claro (2) e no escuro (3). (B) Após serem colocadas no solo e ficarem alguns dias sob inflência da luz natural, as plantas que germinaram no escuro também adquiriram a coloração verde devido a produção de clorofila, ficando similares as plantas crescidas no claro. No entanto, é possível verificar a diferença dos tamanhos das plantas, pois as plantas do escuro ficaram mais compridas, ou estioladas. 
3.2.3 Germinação de milho no claro
Na presença de luz natural a fase inicial de germinação das sementes de milho se deu através do rompimento do tegumento pela radícula, que aconteceu no terceiro dia pós semeadura (30/04/2020) (Figura 13a). A germinação teve início com a sua embebição das sementes, aumento do seu volume, hidratação dos tecidos e ativação do metabolismo. Após a embebição e ativação do metabolismo, a radícula emergiu-se e, posteriormente, ocorreu o desenvolvimento das raízes seminais e do coleóptilo, sendo que o sistema radicular apresentava muitos pelos absorventes e ramificações, apresentando-se como um sistema de raízes adventíceas, diferente do feijão que possui um sistema radicular pivotante (Figura 13 b,c). Após essa fase, surgiram duas 2 folhas esverdeadas devido a presença de clorofila e do processo fotossintético e então plantou-se as plântulas no solo (Figura 13d,e,f). Pode-se observar que a germinação do milho é do tipo hipógea, isto é, o cotilédone permanece abaixo da superfície. No decorrer dos dias de observação, surgiram a terceira e quarta folha das plantas de milho com o aumento de porte das plantas (Figura 13g).
Dia 51
Dia 18
Dia 15
Dia 10
Dia 6
Dia 6
Dia 3
g
f
e
d
c
b
a
Radícula
Primeira folha
Figura 13. Etapas do desenvolvimento do milho na presença de luz
natural. (a) Radícula emergindo e aparecimento do coleóptilo. (b,c) Desenvolvimento das raízes fasciculadas e desenvolvimento do coleóptilo clorofilado. (d) Surgimento da primeira folha clorofilada. (e,f) Crescimento das folhas, com o desenvolvimento da segunda folha. (g) Aparecimento da terceira e quarta folha.
A tabela a seguir apresenta os dados cumulativos de germinação por dia das sementes de milho semeadas na presença de luz, sendo que algumas das sementes não germinaram e/ou apodreceram. 
Tabela 2. Resultado cumulativo da quantidade de sementes de milho que germinaram a cada dia na presença de luz natural.
	Tempo pós semeadura
	Data
	Lote 1
	Lote 2
	Lote 3
	Lote 4
	T0
	27/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T1
	28/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T2
	29/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T3
	30/04/2020
	1
	2
	0
	0
	T4
	01/05/2020
	1
	2
	1
	0
	T5
	02/05/2020
	1
	2
	1
	0
	T6
	03/05/2020
	2
	3
	3
	2
	T7
	04/05/2020
	3
	4
	3
	2
	T8
	05/05/2020
	3
	4
	4
	2
3.2.4 Germinação de milho no escuro
A morfologia das sementes e das plântulas em desenvolvimento após germinação no escuro foi muito semelhante com o experimento anterior, com embebição inicial das sementes, emergência da radícula, desenvolvimento das raízes seminais e do coleóptilo (Figura 14a,b). No entanto, assim como foi observado para os feijões que cresceram no escuro, o coleóptilo dos milhos que cresceram no escuro apresentou-se estiolado (Figura 14c), isto é, mais comprido do que aqueles das plantas que cresceram na presença de luz, e as folhas permaneceram enroladas e amareladas (Figura 14c) devido a inativação dos fitocromos e ausência de clorofila, como discutido anteriormente. Após a plantação em solo, as plantas foram gradativamente adquirindo a coloração esverdeada (Figura 14 d,e) com a ativação do fitocromo e produção de clorofila, assim como foi observado para os feijões que cresceram no escuro e foram plantados posteriormente na presença de luz.
Coleóptilo
Dia 16
e
d
Dia 12
Dia 12
c
Dia 9
b
Raízes adventícias
a
Dia 5
Figura 14. Etapas do desenvolvimento do milho na ausência de luz natural. (a) Radícula emergindo e aparecimento do coleóptilo. (b,c) Desenvolvimento das raízes fasciculadas e desenvolvimento do coleóptilo amarelado com folhas enroladas pouco desenvolvidas. (d) Após a colocação das plântulas no solo na presença de luz. (e) Plantas do escuro após alguns dias no sol já começam a atingir a coloração verde devido a produção de clorofila. 
Na tabela a seguir estão apresentados os dados cumulativos de germinação por dia das sementes de milho semeadas na ausência de luz, sendo que algumas das sementes não germinaram.
Tabela 3. Resultado cumulativo da quantidade de sementes de milho que germinaram a cada dia na ausência de luz.
	Tempo pós semeadura
	Data
	Lote 1
	Lote 2
	Lote 3
	Lote 4
	T0
	27/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T1
	28/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T2
	29/04/2020
	0
	0
	0
	0
	T3
	30/04/2020
	1
	2
	4
	4
	T4
	01/05/2020
	1
	3
	4
	4
	T5
	02/05/2020
	2
	5
	4
	4
Como visto na tabela 3, esse experimento foi o que aprentou maior sucesso na porcentagem de sementes germinadas, sendo que apenas duas não germinaram até o final do experimento.
A partir da embebição do tegumento, há ativação da maquinaria metabólica do embrião, para que o ácido abscísico – que mantém a semente dormente – seja degradado. O concomitante aumento dos níveis de giberelina promovem a germinação, pela ativação de enzimas responsáveis pela quebra de açúcares complexos em açúcares simples, que nutrirão a plântula. Neste momento ocorre uma ação coordenada e conjunta de outros dois hormônios: a citocinina, responsável pela divisão celular, que juntamente à giberelina promoverá o alongamento do hipocótilo, e a auxina, que junto à giberelina, promoverá a protusão e o desenvolvimento da raiz primária. Guimarães et al. (2008) afirmaram que, no processo de embebição e germinação das sementes, a água promove o amolecimento do tegumento, bem como o estímulo à produção de certas enzimas que participam da digestão e assimilação dos nutrientes presentes nos tecidos de reserva, os quais serão utilizados para a produção de novas estruturas, auxiliando no crescimento e desenvolvimento do embrião. No entanto, todas essas atividades devem ocorrer na presença de O2, para que os materiais de reserva, presentes no endosperma da semente, possam ser convertidos em moléculas energéticas, que serão utilizadas em todos os processos. Caso haja poucas moléculas de O2 nos espaços intercelulares da semente, o que pode ocorrer sob períodos elevados de embebição (Calvi et al., 2008; Borges et al., 2009), menores serão as taxas de eficiência de produção de energia, culminando em paralização e retardo do processo de germinação, ou, até mesmo, na morte do embrião. Tudo isso se reflete negativamente na emergência das plântulas. A água em excesso pode ter sido um dos fatores que promoveram a falta de germinação das sementes em todos experimentos, bem como promoveu a morte e apodrecimento de alguns embriões e sementes. 
3.3 Observação de gutação em plântulas de feijão e milho
A gutação é um processo caracterizado pela perda de água no estado líquido por meio das folhas e geralmente é observado na planta pela manhã. Isso ocorre devido a diferença de potencial hídrico existente entre o xilema e os tecidos que estão em sua volta devido a pressão positiva da raiz que força a liberação da água pelas folhas. Isso ocorre geralmente quando há bastante umidade no local e boa irrigação e essa água é liberada por hidatódios, que se localizam normalmente no ápice da folha ou em suas margens.
Infelizmente realizou-se o experimento de tampar duas plantas de cada experimento anterior com um copo plástico durante a noite para se observar o fenômeno de gutação pela manhã, porém esse processo não foi observado. Talvez o período seco bastante representativo observado em Minas Gerais durante este trabalho e o algodão pouco encharcado de água tenha inibido a pressão positiva da raiz que culmina no processo de gutação.
Considerações finais
Neste trabalho foram verificadas as diferentes fases do desenvolvimento vegetal, desde a embebição das sementes e ativação do metabolismo, até o desenvolvimento das plântulas. Os experimentos realizados foram importantes para que fosse visto na prática a fisiologia e anatomia vegetal, sendo possível relacionar cada alteração observada durante o desenvolvimento vegetal com a ação dos hormônios vegetais, bem como com o uso dos vegetais por recursos fundamentais para a ativação da semente e crescimento da planta, como a água, e também foi possível verificar a importância da luz como condição imprescindível para o desenvolvimento vegetal. Ou seja, foi possível verificar que a germinação das sementes depende tanto de fatores externos quanto internos.
Referências bibliográficas
Calvi GP, Audd FF, Vieira G & Ferraz IDK (2008) Tratamentos de pré-embebição para aumento do desempenho da germinação de sementes de Parkia .multijuga Benth. Revista Florestal Latinoamericana, 23:53-65.
Borges RCF, Collaço Júnior JC, Scarparo B, Neves MB & Coneglian A (2009) Caracterização da curva de embebição de sementes de pinhão manso. Revista Científica Eletrônica de Engenharia Florestal, 13:1-8.
Guimarães MA, Dias DCFS & Loureiro ME (2008) Hidratação de sementes. Revista Trópica - Ciências Agrárias e Biológicas, 2:31-39.