Classificação de sementes florestais quanto ao comportamento no armazenamento

Este trabalho teve como objetivos realizar um levantamento sobre a classificação de sementes de espécies florestais quanto ao comportamento durante o armazenamento e verificar a relação da classificação proposta com os grupos ecológicos das mesmas. Foram estudadas 39 espécies florestais presentes em remanescentes de matas ciliares na bacia do Alto e Médio Rio Grande, MG. A viabilidade das sementes e o grau de umidade foram obtidos para as sementes recém-beneficiadas; sementes recém-beneficiadas armazenadas em embalagem semipermeável a 5ºC durante 90 dias; e para sementes secas antes e após o armazenamento em embalagem impermeável sob temperaturas de 5ºC e -18ºC durante 90 dias. A análise estatística foi realizada comparando-se, por sobreposição, os intervalos de confiança das médias de porcentagem de germinação para cada espécie. As sementes das diferentes espécies foram classificadas como ortodoxas ou recalcitrantes durante o armazenamento. As sementes classificadas como ortodoxas são as que pertencem as espécies: Alchornea triplinervea, Anadenanthera colubrina, Aspidosperma cylindrocarpon, Aspidosperma polyneuron, Bowdichia virgilioides, Ceiba speciosa, Hymenaea courbaril, Lafoensia pacari, Lecythis pisonis, Lithraea molleoides, Maclura tinctoria, Myroxylon peruiferum, Myrsine umbellata, Rudgea viburnoides, Schinus terebinthifolius, Solanum granuloso-leprosum, Tabebuia crysotricha; e recalcitrantes as demais: Calophyllum brasiliense, Calyptranthes lucida, Cupania vernalis, Eugenia handroana, e Talauma ovata. O comportamento ortodoxo foi verificado para sementes de espécies pioneiras, clímax exigentes de luz para o crescimento da plântula e para espécies clímax tolerantes à sombra. Sementes classificadas como recalcitrantes foram encontradas para espécies clímax tolerantes à sombra e clímax exigentes de luz.

Época de semeadura, produção e qualidade fisiológica de sementes de milheto

O milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) é uma gramínea anual, de clima tropical, utilizado no pastejo, na produção de massa e cobertura de solo no sistema de plantio direto. Para estudar o comportamento do milheto, semeado em diferentes épocas do ano em condições de Botucatu, sob túnel plástico, com a finalidade de produção de sementes, foram realizados dois experimentos. No experimento 1, estudou-se nove épocas de semeadura (abril a dezembro), empregando-se a cultivar BN2 e no experimento 2, três épocas (janeiro a março), empregando-se a cultivar Comum. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com cinco repetições. Foram avaliados componentes da produção, rendimento, germinação e vigor de sementes (primeira contagem do teste de germinação, condutividade elétrica e emergência de plântulas em solo). A época de semeadura afetou a produção e a qualidade das sementes de milheto. A massa de mil sementes e o número de sementes por panícula contribuíram para os melhores resultados da produção. As épocas de semeadura promissoras para produção de sementes milheto em Botucatu são dezembro e janeiro.

Época de semeadura, regimes de corte, produção e qualidade de sementes de milheto

O milheto é uma gramínea anual, de clima tropical, empregada na alimentação animal como forrageira, em pastejo direto, para corte, feno, silagem e colheita de grãos para ração. O presente trabalho teve o objetivo de estudar o comportamento do milheto, após diferentes regimes de corte, semeado em duas épocas, para verificar a possibilidade de cultivá-lo em condições de Botucatu, 815 metros de altitude, 22°50'59''S e 48°25'54''O, visando a produção de sementes, como cultura em sucessão/rotação com outra de cultivo das águas. O experimento foi conduzido em vaso, sob túnel plástico, em delineamento de blocos ao acaso, com duas épocas de semeadura (abril e setembro), cada uma com cinco tratamentos: T1) crescimento livre, sem cortes; T2) um corte quando a planta atingiu 50 a 70cm de altura; T3) um corte quando a planta atingiu o florescimento; T4) seqüência de três cortes quando a planta atingiu 50 a 70cm de altura; T5) seqüência de dois cortes quando a planta atingiu o florescimento, e cinco repetições. Foram avaliados a produção de sementes, os componentes de produção de sementes por planta, e a qualidade física e fisiológica das sementes. Os dados foram submetidos à análise estatística através da análise conjunta das épocas de semeadura e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância. Os resultados apontam que a época de semeadura e o regime de corte afetam a produção e a qualidade das sementes de milheto. A semeadura em abril com no máximo um corte na fase vegetativa mostrou ser a melhor combinação para a produção de sementes de milheto em Botucatu.

Envelhecimento acelerado em sementes de berinjela

O presente trabalho teve por objetivo estudar procedimentos para condução do teste de envelhecimento acelerado para avaliação do potencial fisiológico de sementes de berinjela, bem como avaliar a eficiência do uso de solução saturada de sal como alternativa para a realização do teste. Para isso, quatro lotes de sementes de berinjela, cultivar Embú, foram submetidos aos testes de germinação, emergência de plântulas e envelhecimento acelerado (41ºC; 48, 72 e 96h; com e sem o uso de solução saturada de NaCl). Diante dos resultados obtidos, verificou-se que há necessidade da continuidade da pesquisa para indicar o procedimento adequado para conduzir o teste de envelhecimento acelerado com sementes de berinjela, inclusive quanto à conveniência do uso do envelhecimento acelerado com solução saturada de sal, estudando-se maior número de lotes e de cultivares.

Condicionamento osmótico de sementes de berinjela visando a germinação sob temperaturas baixas

Baixas temperaturas por ocasião da semeadura podem atrasar ou inibir a germinação das sementes de berinjela. O condicionamento fisiológico de sementes tem sido utilizado com o objetivo de acelerar a germinação e uniformizar a emergência das plântulas em campo, especialmente em condições adversas. Sementes de berinjela 'Ciça' foram condicionadas em soluções aeradas de KNO3 (0,35 M) ou de polietileno glicol -PEG (30%) durante 24 a 96 horas a 15 e 20°C. As sementes foram colocadas para germinar a 15 e 25°C. Baixas temperaturas diminuíram a velocidade e a percentagem de germinação das sementes. Sementes condicionadas apresentaram germinação superior à das não condicionadas, principalmente em condições de baixas temperaturas. Sementes condicionadas em soluções de KNO3 tiveram melhor desempenho do que as condicionadas com PEG. Não houve efeito da temperatura sobre a resposta das sementes ao condicionamento osmótico, mas períodos de 48 horas em solução de KNO3 favoreceram a germinação das sementes a baixa temperatura. O condicionamento osmótico pode beneficiar a germinação de sementes de berinjela expostas a temperaturas relativamente baixas.

Características agronômicas, produtividade e qualidade fisiológica da soja "safrinha" sob semeadura direta, em função da cobertura vegetal e da calagem superficial

A produtividade da soja, no sistema de semeadura direta (SSD), pode ser influenciada pelo tipo de cobertura vegetal que antecede, bem como pela calagem superficial. Todavia, os efeitos dessa técnica sobre os componentes da produção e sobre a qualidade fisiológica das sementes têm sido pouco estudados, principalmente para a soja "safrinha" sob SPD. Assim, objetivou-se avaliar algumas características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade e a qualidade fisiológica da semente da soja cultivada na "safrinha", em função de diferentes coberturas vegetais, com e sem calagem superficial, sob SSD. O experimento foi conduzido no ano de 1999/00, na Fazenda Experimental Lageado, FCA/UNESP/Botucatu-SP. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em parcela subdividida, com 4 repetições. As parcelas de 6m x 10m, foram constituídas de sorgo de Guiné vermelho e branco (Sorghum bicolor), milheto (Pennisetum americanum), painço (Panicum dichotomiflorum), vegetação espontânea e sem vegetação. Aos 53 dias após a emergência, as coberturas vegetais foram dessecadas e acamadas, seguindo-se a aplicação superficial de 3,1 t.ha-1 de calcário na metade das parcelas, visando à elevação da V%=70%. Após 2 semanas, realizou-se a semeadura da soja, cv. IAC-19, em "safrinha". Determinou-se o estande final, a altura de inserção da primeira vagem, a altura de planta, o número total de vagens e vagens chochas por planta, o número de sementes por vagem total, a massa de 100 sementes e a produtividade. Com relação à qualidade fisiológica das sementes determinou-se a germinação e o vigor, por meio dos testes de envelhecimento artificial, germinação a temperatura subótima, M.S. de plântula e condutividade elétrica. Na implantação do SSD, a cobertura vegetal e a calagem superficial não afetam as características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade de sementes e a qualidade fisiológica das sementes de soja cultivadas em "safrinha", com exceção da condutividade elétrica.

Tolerância à dessecação de pólen de berinjela

A alta demanda por sementes híbridas tem estimulado pesquisas que asseguram a oferta destas, como é o caso da manipulação de grãos de pólen. Assim, em estudo conduzido na Embrapa Hortaliças, no ano de 2006, objetivou-se determinar a tolerância à dessecação dos grãos de pólen berinjela 'Ciça'. Para isso foi utilizado pólen fresco (testemunha) e pólen seco em recipiente de alumínio fechado com 300 gramas de sílica gel e em dessecador, ambos por períodos de 24 e 48 horas em ambiente de laboratório. Os respectivos grãos de pólen foram os polinizadores da linhagem feminina. Foi avaliado o pegamento de fruto, a produção e a qualidade fisiológica de sementes através de: massa de 100 sementes, teste de primeira contagem, germinação, emergência de plântulas e envelhecimento acelerado. Concluiu-se que grãos de pólen toleram dessecação até 4,7% de umidade e com teores de água entre 4,7% a 47,2% proporcionam boa produção de sementes sem afetar sua qualidade fisiológica.

Physiological maturity of eggplant seeds

Determination of seed physiological maturity and ideal moment for harvesting fruits to extract their seeds are important aspects to produce seeds with high quality. To identify the best period for harvesting eggplant fruits, associated with ideal resting period of the fruit for extracting seeds, an eggplant production field was installed in municipality of Ijaci, in the State of Minas Gerais, Southwestern Brazil. The fruits were harvested at periods of 49, 56, 63, 70, and 77 days after pollination (DAP). The seeds of fruits harvested in each period were manually extracted immediately after harvest or after a post-harvest resting period of seven days, under a shed. The physiological quality of seeds was assessed by tests of: germination percentage; germination and emergence speed indexes; and electrical conductivity; which were carried out in the Central Seed Laboratory, Federal University of Lavras. Electrophoretic analyses of isoenzymes: catalase (CAT); esterase (EST); superoxide dismutase (SOD); and peroxidase (PO), were also therein performed. Results of germination and vigor of seeds have showed that the best period for harvesting the fruit is around 70 DAP; and that seeds should be extracted immediately after harvest. Electrophoretic analysis of enzymes has showed immaturity for eggplant seeds, harvested after 49 DAP.

Relationship between eggplant seed morphology and germination

Structural differences such as abnormalities, damage and free spaces in seeds may affect germination. The aim of this study was to study the relationship between eggplant seed morphology and seed germination. Ten seed lots of the eggplant cultivar Embu were evaluated by X-ray image analysis and the germination test. Seed image analysis was performed by Image Pro Plus® software and the whole seed area and free space between the embryo and endosperm were measured. The internal seed area filled by the embryo and endosperm was calculated from the difference between the whole seed and free space areas. Based on these results and visual seed analysis, seeds were classified into three categories and information on germination was obtained for each one. X-ray image analysis provides a perfect view of the internal seed parts and for seed morphology studies. An increase in seed area filled by the endosperm and embryo does not improve seed germination. Mechanical seed damage and deteriorated tissues can adversely affect seed germination.

Rôle de la protéine ScFRK1 dans le développement du sac embryonnaire et son impact sur le guidage des tubes polliniques

Le gène Solanum chacoense Fertilization-Related Kinase 1 (ScFRK1) code pour une protéine de la famille des MAPKK kinases exprimée spécifiquement dans les ovules. Son transcrit s’accumule principalement dans la zone micropylaire du sac embryonnaire à l’anthèse et diminue rapidement après pollinisation. Ces résultats suggèrent un rôle possible avant ou pendant la fécondation. Bien qu'aucune expression ne soit détectée dans le pollen à maturité, la protéine est cependant présente dans les cellules mères de microspores. Des plantes transgéniques sous-exprimant ScFRK1 ne montrent aucun phénotype au niveau des tissus végétatifs, mais présentent de petits fruits dépourvus de graines. L’étude microscopique du gamétophyte femelle révèle que son développement ne progresse pas au-delà du stade de la mégaspore fonctionnelle et une grande proportion de sacs embryonnaires anormaux est corrélée avec une faible expression de ScFRK1. De plus, la production de pollen viable diminue en fonction de la baisse des niveaux d’expression du gène, ce qui pourrait s’expliquer par un problème au cours de la mitose I. Puisque l’intégrité du sac embryonnaire est essentielle au guidage des tubes polliniques, nous avons conçu un système de guidage semi-in vivo permettant d’évaluer la capacité des ovules du mutant ScFRK1 à les attirer. L’attraction est sévèrement affectée dans de telles conditions, ce qui confirme l'implication des cellules de la zone micropylaire comme source attractive. Notre système nous a également permis de démontrer que le guidage est très spécifique à l’espèce et que cette attraction constitue un mécanisme important favorisant la spéciation et la maintenance des barrières interspécifiques dans la reproduction sexuée des végétaux.

Caractérisation d'une famille de récepteurs kinases impliqués dans le développement gamétophytique chez Arabidopsis thaliana

Au cours du développement des végétaux, de l’établissement de l’identité cellulaire des premiers organes au guidage du tube pollinique, la communication cellule à cellule est d’une importance capitale. En réponse, les voies de signalisation moléculaires sont élaborées pour la perception d’un signal extérieur et la transduction en une réponse génique via une cascade intracellulaire. Les récepteurs kinases font partie des protéines perceptrices des stimuli et constituent chez les plantes une catégorie de protéines avec une occurrence considérable, mais dont très peu d’informations détaillées sont disponibles à ce jour. Une famille de récepteurs kinases chez Arabidopsis thaliana, AtORK11 (Arabidopsis thaliana Ovule Receptor Kinase 11), a été identifiée par orthologie à un récepteur spécifique aux ovaires chez une solanacéee sauvage, Solanum chacoense. La fonction présumée de cette famille de récepteurs kinases de type leucine-rich repeat, suggérée par son patron d’expression, implique les événements relatifs au développement des gamétophytes et à la reproduction. Afin de caractériser la fonction des quatre gènes de la famille (AtORK11a, AtORK11b, AtORK11c et AtORK11d) une stratégie d’analyse de mutants d’insertion de l’ADN-T et d’évaluation du mode d’action par complémentation bimoléculaire par fluorescence (BiFC) a été entreprise. Aucune fonction précise n’a pu être attribuée aux doubles mutants d’insertion, par contre la surexpression d’une construction dominante négative indique un rôle dans le développement gamétophytique. Il a aussi été démontré que les quatre récepteurs peuvent interagir par homodimérisation aussi bien que par hétérodimérisation. Une hypothèse de redondance fonctionnelle est ainsi mise à jour parmi la famille des gènes AtORK11.

Analyse des relations entre plasticité architecturale des buissons et prolifération de leurs populations

Réalisé en cotutelle avec l'Université Montpellier II

Caractérisation et étude de la régulation d’une isoforme cytosolique de peroxyrédoxine chez les solanacées

Les peroxyrédoxines (PRXs) forment une famille de peroxydases communes à tous les organismes vivants et ubiquitaires dans la cellule. Leur particularité provient d’un ou deux résidus cystéines accomplissant un cycle d’oxydo-réduction à l’aide d’un donneur d’électron. Ces protéines thiols sensibles au potentiel redox sont impliquées dans le mécanisme de détoxification du H2O2, une molécule oxydante induite lors de situations de stress. Les PRXs pourraient être induites par le stress et régulées par phosphorylation. En effet, des expérimentations in vitro ont démontré que la nucléoside diphosphate kinase 1 (NDPK1) a la capacité de phosphoryler une PRX cytosolique de pomme de terre. Ce mémoire décrit les travaux expérimentaux effectués pour caractériser la fonction de la PRX. Pour cela, le clonage d’une isoforme a été effectué, suivi d’une caractérisation biochimique et d’une étude d’expression de la protéine. Les données de séquençage révèlent qu’il s’agit d’une PRX de type II phylogénétiquement liée aux PRXs cytosoliques. L’ADNc codant pour cette peroxyrédoxine (PRX1) a été cloné chez Solanum chacoense. Une protéine recombinante portant une étiquette (6xHis) en N-terminale a été produite. Des essais enzymatiques ont confirmé la fonction antioxydante de la protéine recombinante et un anticorps polyclonal a été généré chez le lapin puis utilisé en conjonction avec un anticorps anti-NDPK1 pour déterminer les patrons d’expression généraux de ces protéines chez Solanum lycopersicum et Solanum tuberosum lors de situations de stress. Les données démontrent que les deux protéines sont généralement co-exprimées mais pas co-régulées et que la PRX1 est induite en certaines situations de stress.

Carbon metabolism in transgenic roots with altered levels of hexokinase and triosephosphate isomerase and growing under different nitrogen status

Ce projet a pour but d’évaluer la capacité de la voie des pentoses phosphates (VPP) dans les racines transgéniques de pomme de terre (Solanum tuberosum) modifiées pour exprimer différents niveaux de l'hexokinase (HK) et de la triosephosphate isomérase cytosolique (cTPI). Dans les racines, la VPP alimente la voie de l’assimilation de l’azote en equivalents réducteurs et permet donc la biosynthèse des acides aminés. Le glucose-6-phosphate produit par l’HK est consommé par la partie oxydative de la VPP catalysée par la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PDH) et la 6-phosphogluconate déshydrogénase (6PGDH). Les changements dans l'expression de HK et cTPI peuvent affecter le fonctionnement de la VPP et les mécanismes qui sont liés à l’utilisation des équivalents réducteurs produits par la VPP, comme l'assimilation de l’azote et la synthèse des acides aminés. Afin d’évaluer l’effet des manipulations génétiques de l’HK et de la cTPI sur l’assimilation de l’azote, nous avons cultivé les racines transgéniques sur des milieux contenant des concentrations élevées (7 mM) ou basses (0,7 mM) de nitrate d’ammonium comme source d’azote. Les résultats montrent que la culture sur un milieu riche en azote induit les activités G6PDH et 6PGDH. Les données montrent que la capacité de la VPP est plus grande avec des niveaux élevés en HK ou en cTPI. Nous avons aussi pu démontrer une plus grande activité spécifique de l’HK dans les conditions pauvres en azote. Ces données ont été complémentées par des mesures des pools d’acides aminés dans les racines transgéniques cultivées sur différents niveaux d’azote. Aucune tendance notable des pools d’acides aminés n’a été remarquée dans les racines modifiées pour leur contenu en HK suggèrant que la manipulation de HK n’affecte pas l'assimilation de l’azote. Dans les racines transgéniques modifiées pour la cTPI, les ratios Gln/Glu et Asn/Asp sont plus élevés chez les clones antisens, indiquant une assimilation de l’azote plus élevée. Ces résultats ont démontré l'activation de l'assimilation de l’azote chez les clones antisens cTPI dans les conditions élevées et basses d’azote alors que la manipulation de l’HK n’affecte pas l’assimilation de l’azote.

Destinée des S-RNases dans les tubes polliniques lors des croisements compatibles et incompatibles

L’auto-incompatibilité (AI) est la capacité génétiquement déterminée d’une plante fertile de rejeter son propre pollen. Chez les Solanacées l’AI dépend des éléments d’un locus fort complexe (locus S) multigénique. L’élément du locus-S exprimé dans le pistil est une ribonucléase (S-RNase) dont le rôle est de dégrader l’ARN chez le pollen self, tandis que l’élément du locus S exprimé dans le pollen est un ensemble de protéines du type F-box, qui sont normalement impliquées dans la dégradation des protéines. Cependant, comment les S-RNases self restent actives lors des croisements incompatibles et comment les S-RNases non-self sont inactivées lors des croisements compatibles ce n’est encore pas clair. Un modèle propose que les S-RNases non-self soient dégradées lors des croisements compatibles. Un autre modèle propose que toutes les S-RNases, self et non-self, soient d'abord séquestrées à l’intérieur d’une vacuole, et elles y resteraient lors des croisements compatibles. Lors de croisements incompatibles, par contre, elles seraient relâchées dans le cytoplasme, où elles pourront exercer leur action cytotoxique. Notre étude tente de répondre à ces questions. Notamment, nous cherchons à mettre en évidence la localisation vacuolaire et/ou cytoplasmique des S-RNases et leur concentration par immunolocalisation, en utilisant un anticorps ciblant la S11-RNase de Solanum chacoense et la microcopie électronique à transmission. Nos résultats montrent que la densité de marquage observée pour les S-RNases cytoplasmiques est significativement plus haute dans les tubes incompatibles que dans ceux compatibles ce qui nous indique que pour qu’un tube pollinique soit compatible il doit contenir une faible densité de S-RNase cytoplasmique.