Optimising tetrazolium test procedures to evaluate the physiological potential of peanut seeds

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemical control of pathogens and the physiological performance of peanut seeds

The establishment of a peanut crop may be unsatisfactory due to poor seed performance in the field and among the factors attributed to this are a reduction in seed vigor during storage and the presence of pathogens. The objective of this study was to evaluate the efficiency of treating peanut seeds with fungicides and the effect on physiological performance and disease control during storage. In a completely random experimental design, two seed batches of the Runner IAC 886 peanut cultivar were submitted to five fungicide treatments (1 control - untreated; 2 thiram; 3 carbendazim + thiram; 4 fludioxonil + metalaxyl-m; 5 fludioxonil + mefenoxam + thiabendazole) and evaluated after zero, 30 and 60 days of storage. The seeds were stored untreated but treated before the evaluation of physiological performance from germination, vigor (first germination count and accelerated aging), field seedling emergence and seed sanitation tests. The results showed differences in batch performance potential during storage, with batch 1 being superior. The sanitation test showed that all the chemical seed treatments controlled pathogens efficiently (Aspergillus spp. and Penicillium sp.), but only thiram did not affect peanut seed performance in the laboratory evaluations.

Use of reduced concentrations of tetrazolium solutions for the evaluation of the viability of peanut seed lots

The possibility of reducing the concentration of the working solution used in the tetrazolium test for peanut seeds (Arachis hypogaea L.) with or without seedcoats was studied. Tetrazolium solutions of different concentrations (0.05%, 0.075% and 0.1%) were tested at the temperatures of 35 and 40 degrees C, for determining the time needed for the seeds to reach proper staining. The efficiency of the selected treatments in evaluating the viability potential of the seeds was determined by comparing the results of the tetrazolium tests with those obtained by standard germination (using sand and rolled paper towel as substrata) and seedling emergence in the field tests. Staining the seeds without seedcoat in 0.05% tetrazolium solution for three hours at 40 degrees C yielded efficient results. on the other hand, reduced concentrations can be employed in the staining process of seeds with seedcoat; however, this method requires a higher consumption of tetrazolium salt, longer staining time as well as a higher ability and availability of time for embryo evaluation, since the cross-cutting of seeds is much more difficult in the presence of the seedcoat and the occurrence of damage to the outer surface of the cotyledons cannot be determined.

Oleosin Is Bifunctional Enzyme That Has Both Monoacylglycerol Acyltransferase and Phospholipase Activities

In plants, fatty oils are generally stored in spherical intracellular organelles referred to as oleosomes that are covered by proteins such as oleosin. Seeds with high oil content have more oleosin than those with low oil content. However, the exact role of oleosin in oil accumulation is thus far unclear. Here, we report the isolation of a catalytically active 14 S multiprotein complex capable of acylating monoacylglycerol from the microsomal membranes of developing peanut cotyledons. Microsomal membranes from immature peanut seeds were solubilized using 8 M urea and 10 mM CHAPS. Using two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry, we identified 27 proteins in the 14 S complex. The major proteins present in the 14 S complex are conarachin, the major allergen Ara h 1, and other seed storage proteins. We identified oleosin 3 as a part of the 14 S complex, which is capable of acylating monoacylglycerol. The recombinant OLE3 microsomes from Saccharomyces cerevisiae have been shown to have both a monoacylglycerol acyltransferase and a phospholipase A(2) activity. Overexpression of the oleosin 3 (OLE3) gene in S. cerevisiae resulted in an increased accumulation of diacylglycerols and triacylglycerols and decreased phospholipids. These findings provide a direct role for a structural protein (OLE3) in the biosynthesis and mobilization of plant oils.

Serine/Threonine/Tyrosine Protein Kinase Phosphorylates Oleosin, a Regulator of Lipid Metabolic Functions

Plant oils are stored in oleosomes or oil bodies, which are surrounded by a monolayer of phospholipids embedded with oleosin proteins that stabilize the structure. Recently, a structural protein, Oleosin3 (OLE3), was shown to exhibit both monoacylglycerol acyltransferase and phospholipase A(2) activities. The regulation of these distinct dual activities in a single protein is unclear. Here, we report that a serine/threonine/tyrosine protein kinase phosphorylates oleosin. Using bimolecular fluorescence complementation analysis, we demonstrate that this kinase interacts with OLE3 and that the fluorescence was associated with chloroplasts. Oleosin-green fluorescent protein fusion protein was exclusively associated with the chloroplasts. Phosphorylated OLE3 exhibited reduced monoacylglycerol acyltransferase and increased phospholipase A(2) activities. Moreover, phosphatidylcholine and diacylglycerol activated oleosin phosphorylation, whereas lysophosphatidylcholine, oleic acid, and Ca2+ inhibited phosphorylation. In addition, recombinant peanut (Arachis hypogaea) kinase was determined to predominantly phosphorylate serine residues, specifically serine-18 in OLE3. Phosphorylation levels of OLE3 during seed germination were determined to be higher than in developing peanut seeds. These findings provide direct evidence for the in vivo substrate selectivity of the dual-specificity kinase and demonstrate that the bifunctional activities of oleosin are regulated by phosphorylation.

Condutividade elétrica em função do teor de água inicial de sementes de amendoim

O vigor de sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.) avaliado pelo teste de condutividade elétrica demonstra estreita relação com o desempenho no campo, mas alguns fatores podem afetar o resultado da condutividade elétrica, sendo um destes o teor de água inicial das sementes. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o teor de água ou faixa de umidade da semente mais adequado para a avaliação da condutividade elétrica em sementes de amendoim. Quatro lotes de sementes da cultivar 'IAC Tatu ST' e quatro da cultivar 'IAC Runner 886' foram avaliados quanto ao seu potencial fisiológico e posteriormente o teor de água foi ajustado para 5, 7, 9, 11, 13 e 15%, pelo método da atmosfera úmida. O delineamento foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 4×6 (lotes × teores de água) para as sementes de cada cultivar, em quatro repetições e os resultados para o fator teor de água foram submetidos à análise de regressão. A maior relação da condutividade elétrica com vigor das sementes ocorreu naquelas com teor de água entre 9 a 15%, de forma que sementes com 5 a 7% de umidade não devem ser submetidas ao teste de condutividade elétrica, porque os lotes expressam alto padrão de germinação e vigor. A condutividade elétrica de sementes de amendoim é influenciada pelo teor de água e a estabilização dos resultados ocorre quando elas estão com teor de água entre 10 e 14%.

Método alternativo para submeter sementes de amendoim à solução de tetrazólio

A técnica para a determinação da viabilidade de sementes de amendoim por meio do tetrazólio (TZ) é, atualmente, aquela pela qual as sementes, após embebição em água, têm o tegumento removido. A seguir as sementes são, em grupo, imersas na solução de TZ. Essa técnica dificulta o contato entre os tecidos das faces internas dos cotilédones e a solução de TZ em virtude de que o período prévio de embebição em água não é suficiente para que os cotilédones das sementes de amendoim se separem. Assim, o acesso da solução de TZ aos tecidos das faces internas dos cotilédones e ao próprio eixo embrionário, que fica entre as duas faces cotiledonares internas, é consideravelmente dificultado. Na suposição de que este procedimento levaria a resultados de testes de TZ que se correlacionam mal com o desempenho germinativo das sementes no campo, tentou-se uma nova técnica pela qual as sementes, após a embebição em água, além de terem o tegumento removido, são manualmente separadas em seus cotilédones, com o eixo embrionário ligado a um deles, e os cotilédones de uma determinada semente, agora separados, imersos na solução de TZ contida em uma célula individual de uma bandeja de PVC. A hipótese aqui formulada mostrou-se correta : a técnica alternativa de submissão das sementes de amendoim à solução de tetrazólio permitiu a obtenção de resultados que, comparados com os da técnica convencional, refletiram de modo mais preciso o desempenho germinativo das sementes no campo.

Eficiência do fungicida carboxin + thiram no tratamento de sementes de amendoim

O tratamento de sementes com fungicida é um seguro de baixo custo para os produtores de sementes e plantadores de amendoim. O uso de fungicidas adequados pode contribuir para o melhor desempenho do material de propagação, proporcionando maiores rendimentos na colheita. Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a eficiência do fungicida carboxin + thiram e a viabilidade do uso de óleo vegetal e de surfactante à base de organosilicone como agentes veiculadores do fungicida, no controle de fungos associados às sementes de amendoim. Foram comparadas duas doses de carboxin + thiram (50 + 50 e 70 + 70 g.i.a./100 kg de sementes) em mistura com água e a dose de 50 + 50 g.i.a./100 kg de sementes em mistura com os agentes veiculadores, avaliando-se os efeitos na germinação e vigor das sementes e estabelecimento da cultura no campo. Verificou-se que o principal efeito benéfico dos tratamentos é a redução significativa de sementes mortas e/ou da ocorrência de damping-off de pré-emergência. Independentemente da dose, o fungicida associado à água, proporciona controle eficiente dos patógenos presentes nas sementes, exceto no caso de Rhizopus sp. O óleo vegetal e o surfactante proporcionam melhor cobertura e aderência do fungicida às sementes, aumentando a eficiência do mesmo no controle de Aspergillus spp. e de Penicillium sp. Não se constata efeito fitotóxico do fungicida e dos agentes veiculadores sobre as sementes de amendoim.

Lixiviação de potássio na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de amendoim

O presente trabalho teve como objetivo investigar a possibilidade de se obter indicações sobre a qualidade fisiológica de sementes de amendoim através do teste de lixiviação de potássio, cuja eficiência foi avaliada comparativamente às informações fornecidas por outros testes de vigor e à emergência de plântulas em campo. Para tanto, utilizou-se dois lotes de sementes de amendoim da cultivar Tatu (peneira 20/64) que foram submetidos aos testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica (3 e 24 horas), emergência de plântulas em campo, índice de velocidade de emergência de plântulas, peso de matéria seca de plântulas e determinação do grau de umidade. Além destes, foram conduzidos estudos de lixiviação de potássio, cálcio e magnésio utilizando-se amostras de sementes fisicamente puras. A quantificação de potássio foi conduzida em fotômetro de chama e as de cálcio e magnésio em espectrofotometro de absorção atômica após 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 e 30 horas de embebição a 20ºC. As avaliações da lixiviação de potássio mostraram-se promissoras para a identificação de lotes com diferentes níveis de qualidade.

Influência do molibdênio e do cálcio aplicados via semente nas frações protéicas de amendoim cv.iac 886

Chemical composition of seed displays, in general, the same compounds found in other parts of the plant, and the environment where they grow plants, fertilizer and many other factors are able to change this constitution, increasing or decreasing the amount of certain components. The study aimed to determine the effect of application by seed doses of calcium and molybdenum on protein content of peanut seeds cv.IAC 886. The experimental design was randomized blocks in a factorial design with four replicates per treatment, which are constituted by the combination of molybdenum doses (0, 50, 100 and 150 g ha(-1)) and calcium by seeds (0, 1000, 2000 and 3000 mg L-1). The peanut harvest was done manually. Seeds were removed from the pod manually and individually for each treatment and were taken to the Laboratorio de Genetica de Populacoes e Silvicultura, do Departamento de Fitotecnia, Tecnologia de Alimentos e Socio-Economia, da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira da Universidade Estadual Paulista, where we determined the protein (albumin-Alb, prolamin-PRO, glutelin-GLU and globulin-GLO, mg g(-1). Regardless of the doses used the albumin protein fraction showed the highest in the peanut seeds. The addition of molybdenum resulted in increased seed prolamin content in the peanut seeds. The combination of calcium and molybdenum applied to seeds resulted in increased levels of albumin, globulin and glutelin in the peanut seeds.

Yield and nitrogen uptake of peanuts as affected by lime, cobalt, and molybdenum

Peanut response to lime has been associated to calcium (Ca) nutrition, but a higher nitrogen (N) uptake has been observed in limed plots probably due to an increase in molybdenum (Mo) availability. A two-year experiment was conducted to study the effects of Mo, cobalt (Co), and liming on peanut yields and N nutrition. Peanut seeds were treated with Mo and/or Co and grown in soil with base saturation about 13, 41, 57, and 71%. There was no effect of seed treatment with Co on peanut yields or N nutrition. Liming and Mo application increased N contents in the leaves. Nitrogen uptake was increased by Mo and liming in cv. Tatu and only by liming in cv. Tupa. Manganese (Mn) contents in the leaves were decreased by liming. The higher yields were observed when the Ca/Mn ratio in the leaves was above 25. In acid soils, low availability of Mo and Mn toxicity can impair N acquisition by peanut plants and decrease grain yields.

Perdas quali-quantitativas na colheita mecanizada de sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Teste de deterioração controlada em sementes de amendoim

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Controle químico de patógenos e desempenho fisiológico de sementes de amendoim

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Teste de tetrazólio para avaliação do potencial fisiológico de sementes de amendoim

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)