Mobilização de reservas e partição de metabólitos durante a germinação da semente e o estabelecimento da plântula em moringa

Seed germination and seedling establishment are critical processes for commercial plantation and depend directly on reserve mobilization as a source of cellular fuels and biosynthetic precursors. In this way, we investigated the coordination among reserve mobilization, metabolite partitioning, and mobilizing enzyme activities in Moringa oleifera Lam (moringa) an oil-seeded species employed in biofuel production. Seeds were germinated under controlled conditions and seedlings were grown hydroponically at a greenhouse. Samples were harvested at 0, 4, 8, 10, 12, 16, and 20 days after imbibition (DAI). The contents of dry mass (DM), neutral lipids (NL), soluble proteins (SP), starch, total soluble sugars (TSS), non-reducing sugars (NRS), and total free amino acids (TFAA) as the activity of isocitrate lyase (ICL), acid proteases, and amylases were determined. The mobilization of storage proteins was initiated during seed germination whereas the mobilization of storage lipids and starch was triggered throughout seedling establishment although all reserves have been depleted until 20 DAI. The partitioning of DM and metabolites to the roots and the shoots was uneven during seedling establishment. Low shoot/root ratio on the basis of DM could be related to the natural occurrence of moringa in drought climates. In the roots, TSS, NRS, and TFAA were accumulated from 12 to 16 DAI and then were consumed until the end of the experiment. In the shoots, TSS and TFAA were consumed in parallel with NRS accumulation from 12 to 20 DAI. The activity of ICL, acid proteases, and amylases was coordinated with the mobilization of lipids, proteins and starch respectively. Thus, we propose that the patterns of reserve mobilization and metabolite partitioning verified in moringa seem distinct from those found to other tree species and may be involved in metabolic strategies to enable environment colonization

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A germinação da semente e o estabelecimento da plântula são processos críticos para o cultivo comercial. Assim, este trabalho tem como objetivo caracterizar a mobilização das reservas e a partição dos produtos durante estes processos em moringa, uma espécie promissora para a produção de biodiesel no Nordeste Brasileiro. Para tanto, as sementes foram germinadas em sistema de rolo sob condições controladas (80 μmol/m2/s, fotoperíodo de 12h e 27±2 °C) e as plântulas foram transferidas para água destilada em vasos plásticos de 1 L de capacidade e mantidas em condições de casa de vegetação por mais 10 dias. As coletas foram realizadas aos 0, 4, 8, 10, 12, 16 e 20 dias após a embebição (DAE), dividindo as plântulas em cotilédones, parte aérea e sistema radicular. Foram determinados os conteúdos de massa seca (MS), lipídeos neutros (LN), proteínas solúveis (PS), amido, açúcares solúveis totais (AST), açúcares não redutores (ANR) e aminoácidos livres totais (AALT) e as atividades de isocitrato liase (ICL), proteases ácidas e amilases. A partição dos produtos, em termos de MS, ocorreu de forma diferencial, resultando em baixa razão parte aérea/sistema radicular, indicativa de um possível mecanismo de resistência ao déficit hídrico. A mobilização das PS foi iniciada na germinação, enquanto que a mobilização dos LN e do amido foi desencadeada no estabelecimento da plântula, embora todas as reservas tenham sido exauridas até o 20° DAE, culminando com a expansão das primeiras folhas. No sistema radicular, houve acumulação de AST, ANR e AALT do 12° ao 16° DAE e consumo destes metabólitos até o 20° DAE, enquanto que na parte aérea, ocorreu diminuição de AST e AALT em paralelo com o aumento de ANR do 12° ao 20° DAE. As atividades de ICL, proteases ácidas e amilases ocorreram de forma coordenada com a mobilização de LN, PS e amido, respectivamente. Estes padrões de mobilização das reservas e partição dos metabólitos em moringa se mostraram distintos daqueles verificados para outras espécies arbóreas estudadas. É possível que estes padrões estejam relacionados com estratégias metabólicas utilizadas por esta espécie para alcançar sucesso durante o estabelecimento da plântula