Efeito da secagem, do armazenamento e da germinação sobre a micromorfologia de sementes de Eugenia pyriformis Camb

The effect of drying, storage and germination on the ultra-structure of Eugenia pyriformis Camb. seeds

Efeito da secagem, do armazenamento e da germinação sobre a micromorfologia de sementes de Eugenia pyriformis Camb.¹

The effect of drying, storage and germination on the ultra-structure of Eugenia pyriformis Camb. seeds

Cristina Filomena Justo^{I, V,2}; Amauri Alves de Alvarenga^II; Eduardo Alves^III; Renato Mendes Guimarães^IV; Rosali Constantino Strassburg^V

^IUniversidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências e Letras do Médio Araguaia, Departamento de Ciências Biológicas e da Saúde, 78698-000 Pontal do Araguaia, MT, Brasil

^IIUniversidade Federal de Lavras, Departamento de Biologia, Setor de Fisiologia Vegetal, C. Postal 3037, 37200-000 Lavras, MG, Brasil

^IIIUniversidade Federal de Lavras, Departamento de Fitopatologia, C. Postal 3037, 37200-000 Lavras, MG, Brasil

^IVUniversidade Federal de Lavras, Departamento de Agricultura, Setor de Sementes, C. Postal 3037, 37200-000 Lavras, MG, Brasil

^VUniversidade do Oeste Paulista, Colegiado de Ciências Biológicas, 85819-670 Cascavel, PR, Brasil

RESUMO

Eugenia pyriformis Camb. é uma espécie arbórea frutífera de porte mediano, cujos frutos saborosos apresentam sementes grandes de tegumento delgado (cartáceo), as quais perdem rapidamente a viabilidade quando submetidas à dessecação. O objetivo foi investigar a estrutura do embrião das sementes, bem como as alterações ultra-estruturais resultantes de secagem, germinação e armazenamento. O eixo embrionário tem menos de 1,0 mm de comprimento, enquanto os cotilédones carnosos podem variar de 1,0 a 2,0 cm. O embrião é maciço, globoso, de cor esbranquiçada e preenche todo o espaço delimitado pelo tegumento. A dessecação das sementes provocou gradativa desestruturação celular, a qual também ocorreu com o envelhecimento das sementes. Durante a germinação, o meristema apical do caule altera-se da forma côncava para a cônica e ocorre alongamento do eixo hipocótilo radicular, com protrusão da raiz. Nessa fase, as células apresentam conteúdo íntegro e hidrólise de reservas. Foi avaliada a variação no conteúdo de água das sementes e discutem-se as conseqüências fisiológicas dessa variação.

Palavras-chave: Myrtaceae, uvaia, morfoanatomia de sementes, embrião eugenóide, microscopia eletrônica de varredura, conteúdo de água da semente

ABSTRACT

Eugenia pyriformis Camb. is a tree species of medium height that produces savory fruits with large thin-coated seeds. These seeds quickly lose viability when submitted to desiccation. Our aim was to investigate embryo structure in E. pyriformis seeds and the ultra-structural changes that result from drying, germination and storage. The axis was less than 1.0 mm long, while the fleshy cotyledons varied from 1.0 to 2.0 cm. The apical and radicular meristem lie in opposing positions. There is a procambium and a medulla of parenchymatous nature, rich in starch grains. Leafy primordia were identified around the stem meristem and there were unicellular trichomes and stomata on the adaxial epidermis of the cotyledons. The gradual desiccation of the seeds provoked cellular structure disarrangement, which also occurred as the seeds aged. Apical meristem form changed from concave to conical during germination and the radicular hypocotyl axis became elongated, with root protrusion. In this phase, the cells have structured content and hydrolysis of reserves. Seed water content variation was evaluated and the physiological consequences of this change are discussed.

Key words: Myrtaceae, seed morpho-anatomy, eugenoid embryo, electron scanning microscopy, seed water content

Introdução

Diversas espécies do gênero Eugenia produzem frutos saborosos, os quais podem ser consumidos in natura ou na forma de geléias e doces, tendo elevado potencial para a industrialização de sucos. Essas espécies podem também ser utilizadas na recuperação de áreas degradadas, como atrativo para a fauna (Andrade & Ferreira 2000; Lorenzi 2002). Existem ainda relatos do potencial medicinal contra doenças, como a gota (Schmeda-Hirchmann et al. 1987; Theodoluz et al. 1988).

Eugenia pyriformis Camb. é uma espécie arbórea de porte mediano, ocorrendo naturalmente desde São Paulo até o Rio Grande do Sul e, provavelmente, estendendo-se até o Paraguai e a Argentina (Donadio et al. 2002; Lorenzi 2002). Seus frutos maduros são amarelos e têm aroma agradável e sabor adocicado. O crescimento da árvore é relativamente rápido e sua frutificação é precoce (Andrade & Ferreira 2000). É conhecida popularmente como uvaia, ubaia e uvalha, derivando da denominação indígena iwa'ya, cujo significado é fruto ácido (Lorenzi 2002; Franzon et al. 2004; Leal 2005). A espécie é resistente a doenças e sua madeira dura tem sido empregada regionalmente para mourões, estacas, postes, lenha e carvão. Os frutos são amplamente consumidos por várias espécies de pássaros, o que torna a espécie recomendável para o reflorestamento de áreas degradadas (Lorenzi 2002).

Donadio et al. (2002) citam a existência de duas variedades: E. pyriformis var. uvalha e E. pyriformis var. argentea, que recebem o mesmo nome popular. No entanto, nem todos os autores reconhecem essa identificação taxonômica e tratam-nas como duas espécies individualizadas: E. pyriformis e E. uvalha Cambess. (Costa 2004; Scalon 2004). Existe ainda a sinonímia botânica Pseudomyrcianthes pyriformis (Camb.) Kaus (Andrade & Ferreira 2000; Lorenzi 2002).

A anatomia das sementes de Myrtaceae tem sido investigada com alguma ênfase para espécies de importância econômica. Prakash (1979) realizou uma revisão de trabalhos mais antigos a esse respeito, tendo obtido seis publicações dedicadas ao gênero Eugenia. Landrum & Stevenson (1986), estudaram a estrutura do embrião na subtribo Myrtinae, na qual predominam sementes pequenas com eixo embrionário volumoso e rico em reservas. Segundo Barroso (2002), o embrião no gênero Eugenia é globoso, sem diferenciação aparente entre o eixo embrionário e os cotilédones; além disso, considera-se o embrião conferruminado, ou seja, sem distinção da linha de soldadura entre os cotilédones. Estudos anatômicos das sementes maduras de Eugenia punicifolia (Kunt) DC. revelaram que os cotilédones são maiores do que o eixo embrionário na razão de 3:1 (R.C. Strassburg, dados não publicados).

No gênero Eugenia, geralmente, as sementes são grandes com tegumento delgado e perdem rapidamente a viabilidade quando submetidas à dessecação (Goldbach 1979; Bulow et al. 1994; Andrade & Ferreira 2000; Salomão & Santos 2000; Andrade et al. 2003; Maluf et al. 2003; Delgado 2006). Por esta razão, recomenda-se a semeadura imediatamente após a retirada dos frutos (Silva et al. 2001; Lorenzi 2002), dificultando, dessa maneira, a produção de mudas pelo curto período de disponibilidade das sementes (Lorenzi 2002; Silva et al. 2003). Sementes recalcitrantes não toleram a perda de água e sofrem danos em diferentes níveis durante a secagem e o armazenamento (Pammenter et al. 1984), estando sujeitas a danos ultra-estruturais (Berjak & Pammenter 2000).

O objetivo do presente trabalho é investigar anatomicamente a semente de E. pyriformis e avaliar as alterações ultra-estruturais resultantes da secagem, do armazenamento e da germinação.

Material e métodos

Sementes utilizadas nesta pesquisa foram obtidas de frutos coletados de três matrizes adjacentes, localizadas na área urbana do município de Lavras, MG (21º13'40"S e 44º57'50"W GRW) (Fig. 1A e B). Uma amostra de material com flores (Fig. 1A) foi depositada no Herbário ESAL, da Universidade Federal de Lavras, sob o número de registro 20468. Os frutos maduros, de coloração amarelo-ouro (Fig. 1C), foram coletados diretamente nas plantas e processados em laboratório no mesmo dia.

As sementes foram submetidas à lavagem sob água corrente para limpeza e remoção dos resíduos da polpa. O excesso de umidade da superfície das sementes foi removido com papel toalha, sendo então submetidas a um dos seguintes tratamentos para obtenção dos embriões, como descritos a seguir:

a. imediatamente após a coleta e limpeza, as sementes foram dissecadas com bisturi, separando-se o eixos embrionários e segmentos de cotilédones;

b. após três e 10 dias de embebição em rolo de papel Germitest® e mantidas em câmara de germinação do tipo Mangelsdorff a 25 ºC no escuro;

c. após secagem durante 16 e 72 horas de secagem, sob duas condições de secagem: a 35 ºC em estufa ventilada com 20% de umidade relativa (UR) e a 20 ºC em sala climatizada com 60% UR;

d. após armazenamento em embalagens de polietileno, a 10 ºC, por sete meses com posterior embebição de 3 dias nas mesmas condições de germinação.

Os embriões, assim obtidos, foram seccionados em pequenas peças e fixados em Karnovisky modificado: glutaraldeído (2,5%) e paraformaldeído (2,5%) em tampão cacodilato 0,05 M, pH 7,2 e CaCl₂ 0,001 M (Karnovsky, 1965), sendo mantidos em geladeira a 10 ºC, até o posterior processamento; o fixador foi trocado após 10 dias devido à oxidação por fenóis originados na amostra. As amostras foram preparadas de acordo com o protocolo padrão do Laboratório de Microscopia Eletrônica e Análise Ultra-Estrutural (LME) do Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Lavras, para isso foram lavadas três vezes em tampão cacodilato 0,05 M, durante 10 minutos e imersas em glicerol 30%, como crioprotetor, durante 30 minutos. Após congelamento em N₂ líquido, as amostras foram cortadas com bisturi em superfície resfriada para expor os tecidos internos da semente. O eixo embrionário foi seccionado longitudinalmente em nitrogênio líquido para observação ao microscópio eletrônico de varredura, usando o ápice da radícula como referência (Fig. 1E e 2A).

O material seccionado foi lavado em H₂O destilada e pós-fixado com tetróxido de ósmio (1%) durante 4 h à temperatura ambiente em capela, sendo lavado três vezes com H₂O destilada durante 5 minutos e submetido à desidratação em gradiente crescente de acetona (25, 50, 75 e 90%) durante 15 min em cada solução e três vezes em acetona pura. As amostras foram levadas para secagem ao ponto crítico com CO₂ líquido no aparelho CPD 030 (Balzers), sendo então montadas em "stubs". A seguir receberam uma cobertura de ouro no evaporador SCD 050 (Balzers). A análise foi realizada em microscópio eletrônico de varredura modelo Leo Evo 40, com a obtenção de imagens digitais pelo software Leo User Interface (Alves 2004).

Determinou-se gravimetricamente o teor de água das sementes em todos os tratamentos utilizando-se cinco repetições de sementes individuais, o qual foi expresso em percentagem em relação à massa fresca. Para tanto, as sementes foram pesadas e secas em estufa, a 105 ºC, durante 48 h (adaptado de Brasil 1992).

O teor de água das sementes, durante a secagem e a embebição, foi analisado por regressão linear em função do tempo, considerando para o tempo zero, o conteúdo de água das sementes recém-colhidas. No teste de secagem, os dados foram analisados em esquema fatorial (2×2) em DIC, considerando como fontes de variação a temperatura e o tempo de secagem, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Utilizou-se a comparação por contraste entre os tamanhos de sementes, entre as sementes embebidas e recém-colhidas e entre as armazenadas e os demais tratamentos. Para análise estatística, foi utilizado o software SISVAR, versão 4.6 (Santana & Ranal 2000; Ferreira 2003).

Resultados e discussão

O fruto maduro é uma baga de cor amarela (Fig. 1B), com mesocarpo carnoso (Fig. 1C). O número de sementes por fruto é variável, geralmente não excedendo a quatro, no entanto, elas são menores quando mais numerosas.

A semente é exalbuminosa, de formato elíptico irregular, variando de globoso a semigloboso; seu maior comprimento varia entre 0,5 e 2,0 cm e a massa de sementes frescas entre 0,5 e 2,5 g. O embrião é maciço, globoso, de cor esbranquiçada e preenche todo o espaço delimitado pelo tegumento (Fig. 1C). Os cotilédones são carnosos, retos e rugosos (Fig. 1D, E).

Em E. pyriformis, o tegumento das sementes é delgado, de cor marrom variegada e de textura cartácea (Fig. 1C, D). A rafe destaca-se pela cor ligeiramente mais pálida do que o restante do tegumento, estendendo-se sobre a face convexa da superfície da semente. A protrusão da raiz pode ser observada na extremidade da rafe (Fig. 1F). Segundo Andrade et al. (2003), em sementes de E. dysenterica, a cor mais clara da rafe deve-se ao fato do tegumento ter apenas uma camada nessa região, já no restante da semente, ele é formado por duas camadas. Além disso, nessa espécie, a rafe é bem mais conspícua do que nas sementes de E. pyriformis (Lorenzi 2002). Strassburg (dados não publicados) observou, em E. punicifolia, que apenas a testa permanece na semente madura, ocorrendo desintegração do tégmen ao longo do desenvolvimento da semente.

Rizzini (1970) observou uma diferença marcante na estrutura da testa de duas espécies de Eugenia. Para E. dsysenterica, espécie de cerrado, ela é coriácea e em E. micheli (sinonímia de E. uniflora L., pitanga), é mais delgada e membranácea. O autor observou nítido contraste no poder germinativo provocado pela diversidade de tegumento das duas espécies. A espessura do tegumento varia bastante entre espécies de Eugenia africanas, ocorrendo graus variáveis de esclerificação e vascularização do mesmo (van Wyk & Botha 1984).

O eixo embrionário não se distingue no embrião a olho nu, no entanto, com uma lupa de pequeno aumento foi possível visualizar o pólo embrionário em uma das extremidades da cicatriz rafeal na superfície dos cotilédones. Nessa posição, o ápice da radícula é formado por uma pequena protuberância, sendo rodeada por uma depressão circular de cor ligeiramente diferente do restante do embrião (Fig. 1E). Esta protuberância apresenta cerca de 400 µm de diâmetro, quando observada ao microscópio eletrônico de varredura (Fig. 2A).

A observação do eixo embrionário ao microscópio eletrônico de varredura mostra que ele é reto, completamente formado e tem cerca de 800 µm de comprimento (Fig. 2B), com pólo apical e radicular em seus extremos (Fig. 2C e 2D). Estes pólos são constituídos por células pequenas, com características meristemáticas (Fig. 2C e 2D), sendo ainda possível visualizar o procâmbio, formado por células mais alongadas do que as demais (Fig. 2E).

Barroso (2002) afirma que o embrião nas sementes do gênero Eugenia é globoso, crasso, conferruminado e sem diferenciação aparente entre o eixo radícula-hipocótilo e os cotilédones. Outros autores afirmam que não há diferenciação entre o eixo embrionário e os cotilédones (Andrade & Ferreira 2000; Lucas et al. 2005). O presente estudo contradiz as afirmações de Andrade & Ferreira (2000) e Lucas et al. (2005), uma vez que o eixo embrionário encontrase diferenciado na semente madura, porém não está visível na superfície da semente devido ao fato de estar parcialmente encoberto por tecido, o qual foi interpretado como a região de conexão entre o eixo e os cotilédones (Fig. 2B, chave à direita).

Em algumas espécies de Eucalyptus L'Herit. e Syzygium Gaertn., observa-se o recobrimento do hipocótilo e da raiz primária pelos cotilédones, levando a uma interpretação errônea de fusão entre os tecidos. Para distinguir esse fenômeno, Kausel (1956), citado por Landrum & Stevenson 1986), propôs a subfamília Cryptorhizeae, utilizando como critério o recobrimento do hipocótilo e da raiz primária pelos cotilédones, mas esse táxon é aceito por alguns autores, mas não por outros. No entanto, essa subfamília não inclui o gênero Eugenia.

Em sementes imaturas retiradas de frutos verdes, antes do desenvolvimento total dos cotilédones, o eixo hipocótilo-radicular é perfeitamente distinto, formando uma protuberância cônica de cerca de 1,0 mm de comprimento (Justo, dados não publicados). Situação similar foi observada por Strassburg (dados não publicados) em E. punicifolia, onde a autora descreve a existência de grandes diferenças entre o embrião na fase jovem e madura.

A medula do eixo embrionário é constituída por células relativamente grandes (40 µm), com paredes delgadas e ricas em grãos de amido (Fig. 2F). Apesar dos volumosos cotilédones, talvez essas reservas sejam consumidas primeiramente durante o alongamento do eixo embrionário na germinação de E. pyriformis, devido à sua proximidade com os tecidos em desenvolvimento. Em espécies da tribo Myrtinae (Pimenta spp., Blepharocalyx spp. e Campomanesia adamantium (Camb.) O. Berg), o hipocótilo volumoso é a principal fonte de reservas para a plântula, sendo o amido, o componente majoritário dessas reservas (Landrum & Stevenson 1986), enquanto espécies africanas de Eugenia apresentam cotilédones ricos em amido (van Wyk & Botha 1984). Nas sementes de E. pyriformis sem tegumento, cerca de 70% da matéria seca é composta por amido (N. Delú Filho, comunicação pessoal).

Projeções multicelulares observadas adjacentes ao meristema apical foram interpretadas como primórdios foliares (Fig. 3A), embora na plântula de E. dysenterica, estruturas similares tenham sido denominadas catáfilos (Andrade et al. 2003). Catafilos geralmente ocorrem em rizomas e bulbos, são folhas sésseis que podem ter função de reserva (Modesto & Siqueira 1981). Para sementes e plântulas, o termo é citado por Fahn (1982) para Vicia faba, pois os primórdios presentes na gema apical da semente não se expandem. Talvez sejam necessários mais estudos para esclarecer a ontogenia dessas estruturas em E. pyriformis, pois no estágio analisado neste trabalho, o desenvolvimento do epicótilo ainda é muito incipiente (Fig. 3D e 3E).

A olho nu, a face adaxial dos cotilédones é lisa nas sementes de E. pyriformis, enquanto a face abaxial é rugosa (Fig 1D). A linha de soldadura é pouco conspícua, mas há uma epiderme definida na face adaxial dos mesmos (Fig. 3B, C). Nesta epiderme, foi possível observar a presença de tricomas unicelulares e estômatos; as demais células apresentam forma poligonal irregular e dimensões de cerca de 20 µm (Fig. 3C). A partir das observações realizadas, concluise que a fusão cotiledonar é mínima e está restrita às proximidades do eixo embrionário, na região que foi interpretada como conexão entre o eixo e os cotolédones. Em E. punicifolia e E. hiemalis, observa-se sincotilia parcial (Strassburg, dados não publicados). O embrião de E. stipitata ssp. sorosia é classificado como pseudomonocotiledonar, devido à fusão total ou parcial dos cotilédones (Anjos & Ferraz 1999). Em espécies africanas de Eugenia, a fusão dos cotilédones é extensa (van Wyk & Botha 1984). Segundo Barroso (2002), a fusão dos cotilédones é tal que não permite a distinção da linha de soldadura entre eles, sendo esta característica de soldadura utilizada como critério para a separação entre Eugenia e Syzigium (Schmid 1972). Estudos de seqüenciamento de DNA mostraram que esses dois gêneros não são estreitamente aparentados e a ocorrência de frutos carnosos em ambos provavelmente resulta de evolução paralela (Lucas et al. 2005).

Em E. pyriformis, o eixo embrionário na semente madura tem menos de 1,0 mm (Fig. 2B), enquanto os cotilédones são proporcionalmente maiores, na razão de 10:1 ou mais, podendo apresentar de 1,0 a 2,0 cm de comprimento (Fig. 1D). Nas sementes em desenvolvimento de E. punicifolia, o eixo embrionário é mais longo que os cotilédones, enquanto na semente madura a relação se inverte devido à deposição de reservas nos cotilédones, os quais se tornam volumosos na razão de 3:1 em relação ao eixo (Strassburg, dados não publicados). Segundo Barroso (2002) e Landrum & Stevenson (1986), na subtribo Eugeniinae (Calycorectes, Eugenia e Siphoneugena) ocorrem os cotilédones carnosos; nas Myrtinae (Campomanesia e Psidium), são vestigiais e nas Myrciinae (Calyptranthes, Gomidesia e Myrcia), são folhosos e mais largos em relação ao hipocótilo.

Nas sementes recém-colhidas, as células de ambos os meristemas apicais são pequenas (20 µm ou menos), não sendo observados grãos de amido nestas regiões (Fig. 2B, C e D). Em algumas células da medula do eixo embrionário, o citoplasma é denso, no entanto nas células ricas em amido, o citoplasma é periférico, indicando vacuolização (Fig. 2F). Segundo Pammenter & Berjak (1999), tal característica é típica de sementes recalcitrantes e representa uma limitação à tolerância à dessecação, pois durante a secagem, pode ocorrer stress mecânico sobre as células.

Observaram-se, ainda, sinais de mitose recente na região medular do eixo embrionário (Fig. 2F), indicando metabolismo ativo das sementes maduras. Em outras espécies recalcitrantes, a respiração celular é mensurável em sementes recém-colhidas (Pammenter & Berjak 1999) e o metabolismo dessas sementes mantém-se ativo para conteúdo de água superior a 0,25 g H₂O.g^-1 matéria seca (MS), ou seja, cerca de 20% de umidade (Vertucci & Leopold 1984; Vertucci 1989). No presente estudo, todos os tratamentos encontravam-se acima desse limite, exceto as sementes armazenadas antes da embebição (Tab. 1 e 2).

Nas sementes germinadas, observaram-se ainda grandes alterações morfológicas em comparação às sementes recém colhidas (Fig. 2B e 3D). O meristema apical do caule alterou-se da forma convexa para a cônica e os primórdios foliares da forma alongada para achatada, indicando expansão lateral dos mesmos (Fig. 2C e 3E). Houve alongamento da radícula (Fig. 3D), na qual foi possível observar a coifa e o cilindro vascular em diferenciação (Fig. 3F).

Para comparação entre os tratamentos, procurou-se observar a mesma região em todas as amostras (Fig. 4), pois segundo Berjak & Pammenter (2000), ocorrem diferenças ultra-estruturais entre tecidos da mesma semente, indicando seus respectivos estados metabólicos.

Em comparação ao material fresco (Fig. 4A), ocorreu progressiva desestruturação do conteúdo citoplasmático nas células do meristema fundamental das sementes submetidas à secagem (Fig. 4B). Estas alterações foram mais intensas na secagem a 35 ºC durante 72 horas, embora a perda de água não tenha sido letal até esse nível (Tab. 1; Justo et al., dados não publicados). Os grãos de amido permaneceram visíveis, mas observaram-se alterações no citoplasma (Fig. 4B) e, possivelmente, houve descompartimentação celular em função da secagem.

Berjak & Pammenter (2000) enfatizam que eventos com efeitos sobre a arquitetura intracelular podem ter profundas conseqüências sobre o funcionamento da célula, pois o citoesqueleto é uma estrutura tridimensional dinâmica, responsável pela manutenção das posições intracelulares das organelas umas em relação às outras. Portanto, a desorganização do citoesqueleto pode tornar a célula não funcional no caso do dano não poder ser reparado.

A secagem branda pode estimular o metabolismo da semente com respostas ultra-estruturais similares à diferenciação celular que ocorre durante a germinação. Segundo Berjak et al. (1984), esse nível de secagem estimulou o desenvolvimento mitocondrial, indicando um aumento da respiração celular, contudo, no presente estudo, não foi possível observar tais organelas.

Nas sementes em fase de germinação, foi possível observar cordões de citoplasma ao redor dos grãos de amido, possivelmente devido ao início da hidrólise das reservas durante a embebição (Fig. 4C).

O conteúdo citoplasmático estava completamente desintegrado nas células das sementes armazenadas (sete meses), embora os grãos de amido ainda estivessem presentes (Fig. 4D). Aparentemente não houve hidrólise do amido durante esse período. Os cotilédones apresentavam coloração marrom, mas não havia sinais de deterioração por fungos. Estas sementes foram armazenadas com seu conteúdo inicial de água, mas perderam umidade durante o armazenamento, endurecendo-se e foi necessário embebê-las antes da excisão dos eixos embrionários (Tab. 2).

Talvez a perda de viabilidade das sementes armazenadas de E. pyriformis esteja relacionada com processos endógenos de envelhecimento. Segundo Kranner & Birtic (2005), a falha dos sistemas antioxidantes causam envelhecimento, dando início ao processo de morte celular programada, as autoras sugerem que os mecanismos antioxidantes são fundamentais para a tolerância à dessecação. O presente trabalho, no entanto, não permitiu a elucidação do mecanismo exato da deterioração das sementes de E. pyriformis.

Scalon et al. (2004), avaliando o desempenho germinativo em sementes de E. uvalha armazenadas por 120 dias em duas condições ambientais, observaram maior longevidade à temperatura mais baixa (10 ºC), com perda progressiva de viabilidade mesmo nessa condição. Segundo Pammenter et al. (1984), o metabolismo não é interrompido durante o armazenamento de sementes recalcitrantes, podendo apresentar diferenciação celular similar à que ocorre durante a germinação. O trabalho de Farrant et al. (1986) confirma essas observações, pois as sementes de Avicennia marina (Forsk) Vierh. tornam-se progressivamente sensíveis à medida que os processos germinativos ocorrem, mesmo durante o armazenamento.

No que diz respeito ao conteúdo de água, as sementes recém colhidas continham cerca de 50%, notando-se pequena variação entre sementes grandes e pequenas (Tab. 2). A secagem das sementes resultou em redução do conteúdo de água de acordo com o tempo de secagem e a temperatura. A maior perda de água foi observada a 35 ºC e 72 horas de secagem (Tab. 1). Embora esse conteúdo de água (30%) esteja acima do limite letal para as sementes, a secagem até esse nível reduz significativamente a velocidade de germinação das sementes (Justo et al., dados não publicados). Resultados similares foram obtidos por Andrade e Ferreira (2000) para sementes de E. pyriformis armazenadas a 5 ºC e a 15 ºC, com decréscimo da emergência para um teor de umidade inferior a 20% e perda total de viabilidade para conteúdo de água de 14%, indicando o caráter recalcitrante dessas sementes.

Nos tratamentos de secagem mais branda (16 e 72 horas, a 20 ºC e 16 horas, a 35 ºC), o conteúdo de água das sementes reduziu-se pouco em relação ao conteúdo inicial (Tab. 1 e 2) e os danos ultra-estruturais foram menores em comparação à secagem por 72 horas, a 35 ºC (Fig. 5).

Em conteúdos intermediários de água (entre 25 e 45%), o metabolismo pode estar desregulado e existem evidências de danos causados por reações químicas envolvendo radicais livres (Leprince et al. 1990; 1992; Hendry et al. 1992; Hendry 1993; Finch-Savage et al. 1994; Vertucci & Farrant 1995), os quais contribuem para a peroxidação de lipídeos (Hendry et al. 1992). Tommasi et al. (1999), estudando os mecanismos antioxidantes em sementes recalcitrantes e ortodoxas, observaram grandes diferenças entre estas duas classes: o conteúdo de ácido ascórbico é mais elevado nas recalcitrantes em relação às ortodoxas, porém o sistema enzimático de regeneração do ácido ascórbico é mais eficiente nas sementes ortodoxas.

Os mecanismos antioxidantes desempenham um importante papel na aquisição da tolerância à dessecação das sementes em desenvolvimento e na armazenabilidade (Bailly 2004). A perda de viabilidade durante a secagem está relacionada com a falha desses mecanismos (Finch-Savage et al. 1994). Os compostos fenólicos têm propriedades anti-oxidantes in vitro (Rice-Evans et al. 1996), todavia o papel desses compostos como antioxidantes citoplasmáticos ainda é incerto (Kranner & Birtic 2005). As sementes de Theobroma cacao L., embora ricas em compostos fenólicos (Niemenak et al. 2006), apresentam sensibilidade à dessecação (Chandel et al. 1995). As sementes de E. pyriformis também são ricas nesse tipo de compostos (Justo et al., dados não publicados).

Nas sementes embebidas e germinadas, o conteúdo de água aumentou ligeiramente em relação ao conteúdo nas sementes recém colhidas (Tab. 2). Farrant et al. (1986) argumentam que a embebição não é indispensável para a ocorrência de processo germinativo em sementes recalcitrantes. No entanto considerando o conteúdo de água em base seca (Vertucci 1989), observa-se que nas sementes recém-colhidas esse valor era de 1,007 g H₂O.g^-1 MS e aumentou para 1,336 g H₂O.g^-1 MS nas sementes germinadas (240 h), ou seja, elas absorveram mais de 32% do seu conteúdo inicial. Contudo, considerando a umidade em função da massa fresca, o conteúdo aumentou cerca de 7%, o que parece pouco relevante, embora seja estatisticamente significativo (Tab. 2). Essa absorção de água pode ter contribuído para a expansão celular associada à germinação. Segundo De Castro & Hilhorst (2004), o alongamento das células da radícula inicia-se para um conteúdo de água em torno de 55% e a sua protrusão ocorre a cerca de 60%, embora o modelo tenha sido elaborado para sementes ortodoxas com padrão trifásico de germinação. Provavelmente, este limiar também se aplica para a espécie estudada no presente trabalho. Em estudos de armazenamento de sementes de E. pyriformis, observou-se germinação dentro das embalagens, indicando que havia umidade suficiente para induzir o processo (Justo et al., dados não publicados).

A partir dos resultados observados conclui-se que eixo embrionário das sementes de E. pyriformis é diferenciado, as células são ricas em grãos de amido e o pólo embrionário localiza-se em uma das extremidades da rafe. A secagem e o envelhecimento durante o armazenamento promoveram danos ultra-estruturais significativos, devendo-se, portanto, evitar a secagem e o armazenamento prolongado destas sementes antes da semeadura. O ganho de água que precede a germinação é pequeno, mas significativo para o desencadeamento do processo.

Agradecimentos

À Universidade Federal de Mato Grosso pela liberação para capacitação da primeira autora, à CAPES pela concessão da bolsa de estudos (PICDT) e aos revisores pelas proveitosas sugestões.

Recebido em 9/06/2006. Aceito em 21/11/2006

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Parte da Tese de Doutorado da primeira Autora

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Nov 2007
• Data do Fascículo
  Set 2007

Histórico

• Aceito
  21 Nov 2006
• Recebido
  09 Jun 2006