Resumo: Em sementes, tolerância à dessecação (TD) e longevidade são necessárias para a melhor dispersão da espécie e para o estabelecimento de um banco de sementes no solo. Ambas são adquiridas durante fase de maturação do desenvolvimento das sementes e perdidas durante a germinação. A TD pode ser re-induzida em sementes germinadas por um tratamento osmótico e/ou com ácido abscísico. Entretanto, não há informações sobre como esses tratamentos afetam a longevidade das sementes. No presente estudo, utilizou-se sementes germinadas de Sesbania virgata como modelo experimental para investigar os efeitos na longevidade de um tratamento osmótico para re-induzir TD. A longevidade de sementes germinadas de S. virgata submetidas ou não a um tratamento osmótico foi analisada após armazenamento ou envelhecimento acelerado. A radícula é o órgão mais sensível e os cotilédones são o órgão mais resistente. A habilidade de produzir raízes laterais é imprescindível para a sobrevivência das sementes. Sementes germinadas de S. virgata com radícula de 1mm de comprimento toleram dessecação e armazenamento por até três meses sem redução significativa na longevidade. O tratamento osmótico melhora a TD nessas sementes, mas não a longevidade. Sementes germinadas de S. virgata são um bom modelo para estudar a TD desacoplada da longevidade.

Abstract: Seed desiccation tolerance (DT) and longevity are necessary for better dissemination of plant species and establishment of soil seed bank. They are acquired by orthodox seeds during the maturation phase of development and lost upon germination. DT can be re-induced in germinated seeds by an osmotic and/or abscisic acid treatment. However, there is no information on how these treatments affect seed longevity. Germinated Sesbania virgata seeds were used as a model system to investigate the effects of an osmotic treatment to re-establish DT on seed longevity. Longevity of germinated S. virgata seeds treated and non-treated by an osmoticum was analysed after storage or artificial ageing. The radicle is the most sensitive organ, the cotyledons are the most resistant, and the ability to produce lateral roots is the key for whole seed survival. Germinated S. virgata seeds with 1mm protruded radicle tolerate desiccation and storage for up to three months without significant losses in viability. An osmotic treatment can improve DT in these seeds, but not longevity. Germinated S. virgata seeds are a good model to study DT uncoupled from longevity. Further studies are necessary to unveil the molecular mechanisms involved in both DT and longevity.

RESUMO Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do osmocondicionamento na germinação de sementes submetidas ao estresse salino e expressão gênica em sementes e plântulas de P. angulata. Após serem osmocondicionadas por 10 dias, a germinação foi testada em bandejas plásticas contendo 15 ml de água (0 dS m-1 - controle) ou 15 ml de solução de NaCl (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 e 16 dS m-1). Avaliou-se massa fresca e seca da parte aérea e raízes de plântulas a 0, 2, 4, 6, 8 dS m-1. O RNA total foi extraído de sementes e plântulas seguido de RT-qPCR. Os genes-alvo selecionados para este estudo foram: ascorbato peroxidase (APX), glutationa-S-transferase (GST), thioredoxina (TXN), proteína transportadora para o potássio 1 (HAK1) proteína altamente sensível ao sal 1 (SOS1). A uma eletrocondutividade de 14 dS m-1 as sementes osmocondicionadas apresentaram germinação de 72%, em contraste com as sementes não osmocondicionadas que não germinaram. A expressão relativa de APX foi maior em sementes osmocondicionadas, o que pode ter contribuído para a manutenção de uma alta taxa de germinação em concentrações salinas elevadas. GST e TXN apresentaram aumento nos níveis de transcritos na parte aérea e raízes de plântulas provenientes de sementes osmocondicionadas. O osmocondicionamento incrementou a germinação de sementes, bem como a tolerância à salinidade, o que está correlacionado com o aumento da expressão de APX em sementes e SOS1, GST e TXN em plântulas.

ABSTRACT This study aimed to evaluate the effects of priming on seed germination under salt stress and gene expression in seeds and seedlings of P. angulata L. After priming for 10 days, seed germination was tested in plastic trays containing 15 ml of water (0 dS m-1 - control) or 15 ml of NaCl solution (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 and 16 dS m-1). Fresh and dry weight of shoots and roots of seedlings were evaluated at 0, 2, 4, 6, 8 dS m-1. Total RNA was extracted from whole seeds and seedlings followed by RT-qPCR. The target genes selected for this study were: ascorbate peroxidase (APX), glutathione-S-transferase (GST), thioredoxin (TXN), high affinity potassium transporter protein 1 (HAK1) and salt overly sensitive 1 (SOS1). At an electroconductivity of 14 dS m-1 the primed seeds still germinated to 72%, in contrast with the non-primed seeds which did not germinate. The relative expression of APX was higher in primed seeds and this may have contributed to the maintenance of high germination in primed seeds at high salt concentrations. GST and TXN displayed increased transcript levels in shoots and roots of seedlings from primed seeds. Priming improved seed germination as well as salt tolerance and this is correlated with increased expression of APX in seeds and SOS1, GST and TXN in seedlings.

Sementes de Magnolia ovata, foram secas a diferentes conteúdos de água para avaliação da viabilidade e da expressão de genes relacionados ao desenvolvimento, ciclo celular, citoesqueleto e tolerância à dessecação. A expressão de transcritos dos genes relacionados ao desenvolvimento, ciclo celular e citoesqueleto (ABI3, CDC2-like e ACT2) não explicou o comportamento germinativo de sementes de M. ovata em relação aos danos ocasionados pela secagem. Aparentemente as sementes comportam-se da mesma maneira nos primeiros dias de embebição, independentemente do conteúdo de água inicial. A expressão dos transcritos dos genes PKABA1, sHSP17.5 e 2-Cys-PRX não mostraram relação com a dessecação, entretanto, o padrão de expressão de PKABA1 e sHSP17.5 sugere a participação destes genes em mecanismos de proteção durante a embebição de sementes de Magnolia ovata.

Seeds of Magnolia ovata were dried to different water contents to assess the viability and transcript abundance of genes related to seed development, cell cycle, cytoskeleton and desiccation tolerance.The expression of development, cell cycle and cytoskeleton relative genes (ABI3, CDC2-like and ACT2) alone could not explain the germination behaviour of M. ovata seeds in relation to drying damage. Irrespective of their initial water content, the seeds performed in the same way during the initial period of germination and the deleterious effects of desiccation only occurred in later stages. Expression of PKABA1, sHSP17.5 and 2-Cys-PRX did not show a relationship with desiccation. However, the expression patterns of PKABA1 and sHSP17.5 suggested the participation of these genes in protective mechanisms during the imbibition of M. ovata seeds.

A capacidade reduzida de armazenamento apresentada pelas sementes recalcitrantes tem impedido sua inclusão em programas de conservação ex situ. As causas da rápida queda da viabilidade durante o armazenamento ainda não estão totalmente elucidadas. Visando, portanto, a um melhor entendimento desse comportamento, embriões de sementes recalcitrantes de Inga vera subsp. affinis foram armazenados sob várias condições e avaliados periodicamente com relação a aspectos fisiológicos e citológicos. Embriões armazenados sem secagem, a 5ºC, perderam totalmente a viabilidade em 18 dias. Embriões parcialmente desidratados apresentaram 95% de germinação após 14 dias de armazenamento em sacos plásticos selados. Entretanto, após 30 dias de armazenamento, a viabilidade foi totalmente perdida. O armazenamento de embriões sem secagem em solução de polietileno glicol (PEG) a um potencial hídrico de -1,7 MPa foi capaz de manter uma alta capacidade de germinação até 30 dias de armazenamento. Quando adicionado à solução de PEG, o ácido abscísico mostrou uma forte interação com a temperatura de armazenamento, com um efeito positivo na longevidade dos embriões armazenados a 20ºC, porém um efeito negativo nos embriões armazenados a 5ºC. No entanto, em nenhuma condição, a viabilidade dos embriões pôde ser mantida por mais de 50 dias. Embriões de sementes coletadas nas mesmas árvores no ano seguinte mostraram uma melhor capacidade de armazenamento, alcançando 45% de germinação após 62 dias de armazenamento. A análise de alterações celulares durante o armazenamento dos embriões mostrou o desaparecimento de grânulos de amido e vários danos às células, como dobras na parede celular e fragmentação do citoplasma.

The remarkably short storability of recalcitrant seeds has prevented their inclusion in programs of ex situ conservation. The causes of their desiccation sensitivity and rapid decline in viability during storage are not fully elucidated yet. In this study the highly recalcitrant, fully viable embryos of the tree species Inga vera subsp. affinis were stored under various conditions and analyzed physiologically and cytologically at intervals, in order to obtain more insights in their loss of viability during storage. Embryos stored fully hydrated at 5ºC fully lost viability in 18 d. Sealed storage of partially dehydrated embryos slightly prolonged their viability, with 95% germination being attained after 14 d of storage. However, after 30 d of storage, viability was completely lost. Storage of hydrated embryos in a solution of polyethylene glycol (PEG) at -1.7 MPa water potential was capable of maintaining high germinability until 30 d of storage. When added to the PEG solution, abscisic acid showed a strong temperature-dependent interaction, with a positive effect on the longevity of embryos stored at 20ºC and a negative effect on embryos stored at 5ºC. In any case, embryo viability could be maintained no longer than 50 d. Embryos from seeds collected from the same trees in the following year showed better storability and still attained 45% germination after 62 d of storage. Analysis of cellular alterations during storage and viability loss of the embryos showed disappearance of starch granules and various damages to the cells, such as cell wall folding and cytoplasm fragmentation.

A aquisição da tolerância à dessecação pode ocorrer durante o desenvolvimento das sementes de diversas espécies. Entretanto, para sementes de cafeeiro, os resultados apresentados pela literatura ainda não são conclusivos. A presente pesquisa foi desenvolvida com os objetivos de verificar em que estádio de desenvolvimento sementes de Coffea arabica adquirem tolerância à dessecação e o efeito imediato e ao longo do armazenamento e da secagem na viabilidade e no vigor destas sementes. Foram utilizadas sementes de cafeeiro da cultivar Acaiá Cerrado colhidas nos estádios verde (chumbão), verde cana e cereja. Uma amostra das sementes não foi submetida à secagem (controle) e outra foi secada em estufa de circulação forçada, regulada à temperatura constante de 30ºC, até atingir grau de umidade de 15%. Posteriormente, as sementes foram acondicionadas em recipientes de vidro de 200 mL hermeticamente fechados e mantidos em câmara à temperatura de 10ºC e 50% UR. As avaliações foram efetuadas aos zero, 3, 6 e 9 meses de armazenamento, sendo avaliado o grau de umidade, a qualidade fisiológica, por meio dos testes de germinação, protrusão radicular, percentagem de raízes secundárias, emergência em câmara de crescimento e índice de velocidade de emergência. De acordo com os resultados, sementes de cafeeiro apresentam elevação do nível de tolerância à dessecação à medida em que se desenvolvem. Sementes secadas a 15% de umidade mantêm a qualidade fisiológica ao longo de nove meses de armazenamento sob condições de 10ºC e 50% de UR e embalagem hermética, enquanto as não secadas (50% de umidade) apresentam queda linear ao longo do armazenamento.

Desiccation tolerance acquisition is a phenomenon which may occur during the development of seeds of several species, but it has been little investigated for coffee seeds. The present research was carried out to ascertain at which stage of coffee seed development tolerance to desiccation is acquired. Seeds of Coffea arabica cultivar Acaiá Cerrado harvested at three maturation stages, green, yellow and reddish were used. Part of the seeds was dried in forced air, under constant temperature of 30ºC until the seed moisture content reached 15%. Then the seeds were stored in hermetic containers in a cool chamber at 10ºC and 50% relative humidity. The evaluation was made after zero, 3, 6 and 9 months of storage, looking at moisture content, physiological conditions through the germination test, radical protrusion, percentage of secondary roots, emergence in growth room, emergence speed index. According to the results it was possible to conclude that coffee seeds present an increased desiccation tolerance as they reach later development stages. Seeds harvested at the green and yellow stages presented a decline in the production of secondary roots and percentage of seedling emergence. Drying seeds to 15% moisture content provided conditions to keep physiological quality throughout 9 months storage at 10ºC and 50% relative humidity. Non dried seeds (50% moisture content) presented a linear reduction in the physiological quality when stored at 10ºC, 50% relative humidity in hermetic containers.