Abstract: Seeds of the genus Eugenia L. (Myrtaceae) have interesting propagation strategies, and the reactive oxygen species (ROS) seem to be related to their germination and seedling production. In this study, the effects of ROS on the germination of E. involucrata seeds were analyzed indirectly, with the application of N-acetyl-L-cysteine (NAC), an antioxidant. The results demonstrated that the incubation in NAC suppressed and/or delayed the germination of the seeds, as well as the regeneration of roots and aerial parts. The higher the concentration of NAC, the greater the effects on seed germination and regeneration.

Resumo: As sementes do gênero Eugenia L. (Myrtaceae) possuem estratégias de propagação bastante interessantes e as espécies reativas de oxigênio (EROs) parecem estar relacionadas à sua germinação e à produção de novas plântulas. Neste trabalho foram analisados os efeitos das EROs sobre a germinação de sementes de E. involucrata de maneira indireta, com aplicação de N-acetil-L-cisteína (NAC), um antioxidante. Os resultados demonstraram que a incubação em NAC suprimiu e/ou atrasou a germinação das sementes, bem como a regeneração de raízes e partes aéreas. O efeito foi tanto maior quanto mais elevada a concentração do NAC.

Resumo: Durante a embriogênese e deposição de reservas, sementes em desenvolvimento apresentam metabolismo fortemente ativo, enquanto na fase de dessecação de sementes tolerantes é esperado metabolismo reduzido. Sementes de Poincianella pluviosa apresentam um ciclo de maturação extenso (11 meses), maior que sua longevidade à temperatura ambiente (8 meses). O perfil metabólico dessas sementes foi caracterizado durante a maturação e secagem, enfocando seus papéis no comportamento das sementes após dispersão. Respostas distintas de eixos embrionários e cotilédones à secagem foram observadas dependendo do estádio de desenvolvimento. Baixas proporções de intermediários de ácidos tricarboxílicos até a maturidade indicaram um baixo metabolismo respiratório anterior à fase de dessecação. Mudanças nas proporções de chiquimato, 4-cumarato e quinato sugerem uma alteração metabólica em direção a síntese de isômeros clorogenatos, encontrados em altas proporções em sementes dispersas. Altas proporções de lactato e glicerol foram observadas em sementes imaturas após secagem artificial, mas também em eixos naturalmente secos de sementes dispersas. Isso sugere um metabolismo ativo anterior à dessecação e um estresse osmótico sob hipóxia, mecanismos nunca descritos antes em sementes tolerantes à dessecação. Nossos resultados indicam que sementes de P. pluviosa podem ser dispersas com um desligamento metabólico incompleto, que pode estar relacionado à sua baixa longevidade.

Abstract: During embryogenesis and seed filling, developing seeds are metabolically highly active, while at the desiccation stage of tolerant seeds a decreased metabolism is expected. Seeds of Poincianella pluviosa present an extensive maturation cycle (11 months), longer than seed storability at room temperature (8 months). The metabolic profile of these seeds was characterized during maturation and drying, focusing in their role on seed behavior after shedding. Distinct responses of the embryonic axes and cotyledons to drying were observed depending on the developmental stage. Low proportions of tricarboxylic acids intermediaries until maturity indicated a low respiratory metabolism prior to the desiccation stage. Changes in shikimate, 4-coumarate, and quinate proportions suggest a metabolic shift towards the synthesis of chlorogenate isomers, found in high proportions in dispersed seeds. High proportions of lactate and glycerol were observed in immature seeds after artificial drying, but also in naturally dried axes of dispersed seeds. This suggests an active metabolism prior to drying and an osmotic stress under hypoxia, mechanisms that were never described before in desiccation-tolerant seeds. The results indicated that P. pluviosa seeds are dispersed with an incomplete metabolic switch-off, which can be related to their short lifespan.

RESUMO O comportamento padrão esperado para as sementes, seja por leigos ou mesmo especialistas no assunto, é o de uma estrutura seca que, colocada em meio com suficiente disponibilidade de água, germina e produz uma nova planta, preservando a espécie. Contudo, há um gigantesco número de espécies que possuem sementes com comportamento totalmente diferente. Sementes que não podem sequer serem secas, denominadas recalcitrantes, são dispersas úmidas no meio e, ao longo da evolução das espécies, desenvolveram sistemas alternativos àqueles padrões esperados. Nesta revisão, procuramos demonstrar um dos mais complexos e interessantes sistemas de preservação de espécies com sementes recalcitrantes, nas espécies do gênero Eugenia, da família Myrtaceae. São abordados tanto a capacidade em regenerar embriões a partir de tecidos cotiledonares, quanto o controle extremamente eficiente em não desperdiçar material de reserva, evitando germinações simultâneas na mesma semente. Neste controle parecem estar envolvidas as espécies reativas de oxigênio (EROs), que também são revistas neste artigo.

ABSTRACT The standard behavior expected for seeds, whether by inexpert or even experts on the subject, is that of a dry structure that, when placed in a medium with sufficient water availability, germinates and produces a new plant, thus perpetuating the species. However, there is a huge number of species with recalcitrant seeds which the behavior is totally different. They cannot be dried, are shed moist in the environment and, along the evolution of the species, have developed alternative systems to guarantee their propagation. In this review, we seek to demonstrate one of the most complex and interesting systems for the preservation of species with recalcitrant seeds, focusing on species of the genus Eugenia, of the Myrtaceae family. Both the ability to regenerate embryos from cotyledonary tissues and the extremely efficient control in not wasting reserve material are addressed, avoiding simultaneous germination in the same seed. Reactive oxygen species (ROS) seem to be involved in this control, which are also reviewed in this article.

A manutenção de sementes viáveis no solo é uma forma importante para garantir a propagação, especialmente para espécies que produzem sementes de vida útil curta. Poincianella pluviosa é uma espécie arbórea cujas sementes apresentam curto a médio período de armazenamento em condições de laboratório. Assim, a compreensão do processo de maturação é fundamental para entender as estratégias de propagação da espécie, representando uma ferramenta para aprimorar a viabilidade das sementes em condições ex situ. As flores foram marcadas em dois ciclos de maturação consecutivos e os frutos foram colhidos até dispersão. As sementes foram classificadas de acordo com suas características morfofisiológicas e a capacidade de germinar e desenvolver plântulas. Observou-se que o processo completo de maturação (315-330 dias após antese) é maior do que o tempo descrito na literatura para manutenção da viabilidade destas sementes em temperatura ambiente. Valores máximos de massa seca e vigor foram alcançados no final da maturação, embora elevada produção de plântulas tenha sido obtida antes da maturidade fisiológica. Sugere-se que a capacidade precoce de produzir plântulas em um longo período de maturação poderia ser uma estratégia para superar limitações ambientais, já que a espécie está distribuída em diversos domínios fitogeográficos no Brasil.

The persistence of viable seeds in the soil is an important way to assure plant propagation, especially for species which produce seeds with short lifespan. Poincianella pluviosa is a tree species which seeds have short to medium storability at room temperature. The comprehension of the maturation process is crucial to understand its strategy for propagation and it could provide tools to improve seed viability in ex situ conditions. Flowers were tagged in two consecutive cycles of maturation and pods were periodically harvested until dispersion. Seeds were classified based on their morpho-physiological features, capability to germinate and develop seedlings. The complete maturation process was attained 315-330 days after anthesis, a period longer than reported for seed viability at room temperature. The maximum dry mass and seed vigor were reached at the end of maturation, although elevated seedling production was obtained before physiological maturity. We suggest that the precocious ability to produce seedlings in a long maturation could be a strategy to overcome environmental constraints, as the species is distributed in a wide range of phytogeographic domains in Brazil.