ABSTRACT. Invasive species threaten crops and ecosystems worldwide. Therefore, we sought to understand the relationship between the geographic distribution of species populations and the characteristics of seeds using new techniques such as seed image analysis, multivariate analysis, and machine learning. This study aimed to characterize Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. seeds from spatially dispersed populations using digital images and analyzed their implications for genetic studies. Seed size and shape descriptors were obtained using image analysis of the five populations. Several analyses were performed including descriptive statistics, principal components, Euclidean distance, Mantel correlation test, and supervised machine learning. This image analysis technique proved to be efficient in detecting biometric differences in L. leucocephala seeds from spatially dispersed populations. This method revealed that spatially dispersed L. leucocephala populations had different biometric seed patterns that can be used in studies of population genetic divergence. We observed that it is possible to identify the origin of the seeds from the biometric characters with 80.4% accuracy (Kappa statistic 0.755) when we applied the decision tree algorithm. Digital imaging analysis associated with machine learning is promising for discriminating forest tree populations, supporting management activities, and studying population genetic divergence. This technique contributes to the understanding of genotype-environment interactions and consequently identifies the ability of an invasive species to spread in a new area, making it possible to track and monitor the flow of seeds between populations and other sites. ABSTRACT worldwide Therefore Lam. Lam (Lam. Wit statistics components distance test L divergence 804 80 4 80.4 Kappa 0.755 0755 0 755 algorithm activities genotypeenvironment genotype environment area sites (Lam 8 80. 0.75 075 75 0.7 07 7 0.

ABSTRACT The seeds and seedlings morphological differentiation is a challenge in the early stages of plant growth. This study aims to describe the physical and morphological characteristics of seeds and seedlings of Jatropha mollissima to delimit differences between other species from the same genus. The seeds were placed to germinate for morphological description and their physical characteristics were measured. The J. mollissima presented a 1000-seed weight of 332 g, 3,008 seeds per kilogram, 6.7% of moisture, 1.29 cm length, 0.84 cm width, and 0.66 cm thickness. We verified that the seeds are oval in shape; their colour is dark brown, greyish or mixed colour; they have visible raphe and hilum, and caruncle with beige coloration. The endosperm is oleaginous and involves the embryo with foliaceous and spatulate cotyledons. The embryo is axial, and the hypocotyl-radicle axis has a short cylindrical shape. Germination is epigeal and phanerocotyledonary; leaves have dimorphism and serrated margins with simple trichomes; and their apex is cuspidate or attenuated. Our research demonstrates that it is possible to differentiate J. mollissima from other species of the same genus through morphological characteristics. Therefore, this work contributes to the correct identification of the species, laboratory analysis, and field recognition. growth measured J 1000seed seed 1000 33 g 3008 3 008 3,00 kilogram 67 6 7 6.7 moisture 129 1 29 1.2 length 084 0 84 0.8 width 066 66 0.6 thickness shape brown hilum coloration cotyledons axial hypocotylradicle hypocotyl radicle phanerocotyledonary trichomes attenuated Therefore analysis recognition 100 300 00 3,0 6. 12 2 1. 08 8 0. 06 10 30 3,

Abstract: The identification of seeds from native species is a complex assessment due to the high Brazilian biodiversity and varied characteristics between species. The objective was to apply different machine learning classifiers associated with image analysis to identify seeds of forest species. In total, 155 native species belonging to 42 botanical families were analyzed. In addition, to determine the appropriate machine learning classifier, five supervised learning classification techniques were implemented: decision trees (DT), artificial neural networks (ANN), k-nearest neighbors (k-NN), Naive-Bayes classifier (NBC) and support vector machine (SVM), which had their performance evaluated. For modeling, 66% of the seeds’ morphobiometric data were used to train the classifiers, while 34% were reserved for validation. The classifiers are promising tools for identifying species from seed images. The decision tree (DT) classifier showed greater accuracy for correct species identification (82.8%), followed by ANN (81.7%), k-NN (81.7%), NBC (81.1%) and SVM (78.7%). Therefore, it is possible to identify seeds of native species from images and machine learning with a satisfactory accuracy rate. Finally, the decision tree classifier is recommended. Abstract total 15 4 analyzed addition implemented DT, DT , ANN, (ANN) knearest k nearest kNN, kNN NN (k-NN) NaiveBayes Naive Bayes (NBC SVM, (SVM) evaluated modeling 66 34 validation (DT 82.8%, 828 82.8% 82 8 (82.8%) 81.7%, 817 81.7% 81 7 (81.7%) 81.1% 811 1 (81.1% 78.7%. 787 78.7% . 78 (78.7%) Therefore rate Finally recommended (ANN (k-NN (SVM 6 3 82.8 (82.8% 81.7 (81.7% 81.1 (81.1 78.7 (78.7% 82. (82.8 81. (81.7 (81. 78. (78.7 (82. (81 (78. (82 (8 (78 ( (7

Resumo: A identificação de sementes de espécies nativas é uma avaliação complexa devido a elevada biodiversidade brasileira e características variadas entre as espécies. Objetivou-se aplicar diferentes classificadores de aprendizado de máquina associado à análise de imagens para identificar sementes de espécies florestais. Foram analisadas 155 espécies nativas pertencentes a 42 famílias botânicas. Para determinar o classificador de aprendizado de máquina adequado, cinco técnicas de classificação por aprendizado supervisionado foram implementadas: árvores de decisão (DT), redes neurais artificiais (ANN), k-vizinhos mais próximos (k-NN), classificador Naive-Bayes (NBC) e máquina de vetores de suporte (SVM), os quais tiveram seu desempenho avaliados. Para modelagem, 66% dos dados morfobiométricos das sementes foram usados para treinamento dos classificadores, enquanto 34% foram reservados para validação. Os classificadores são ferramentas promissoras para a identificação de espécies a partir das imagens de sementes. O classificador por árvores de decisão (DT) apresentou maior acurácia para identificação correta das espécies (82,8%), seguido dos classificadores ANN (81,7%), k-NN (81,7%), NBC (81,1%) e SVM (78,7%). Portanto, é possível realizar a identificação de sementes de espécies nativas a partir de imagens e aprendizado de máquina com taxa satisfatória de acurácia. Recomenda-se o classificador por árvores de decisão. Resumo Objetivouse Objetivou se florestais 15 4 botânicas adequado implementadas DT, DT , ANN, (ANN) kvizinhos k vizinhos kNN, kNN NN (k-NN) NaiveBayes Naive Bayes (NBC SVM, (SVM) avaliados modelagem 66 34 validação (DT 82,8%, 828 82,8% 82 8 (82,8%) 81,7%, 817 81,7% 81 7 (81,7%) 81,1% 811 1 (81,1% 78,7%. 787 78,7% . 78 (78,7%) Portanto Recomendase Recomenda (ANN (k-NN (SVM 6 3 82,8 (82,8% 81,7 (81,7% 81,1 (81,1 78,7 (78,7% 82, (82,8 81, (81,7 (81, 78, (78,7 (82, (81 (78, (82 (8 (78 ( (7

ABSTRACT Biometric seed analysis can be used to characterize and differentiate forest species. However, forest species are generally studied using manual methods such as measurements with a digital caliper, which provides a limited amount of information on plant morphological characteristics, whereas agronomic species are analyzed using expensive and often inaccessible equipment. Thus, the objective of the present study was to demonstrate that seed image analysis and processing tools can help characterize and differentiate Brazilian forest species. For this purpose, the seeds of 155 forest species belonging to 42 families were photographed and analyzed to extract data on their morphometric descriptors using a new methodological approach. A total of 18 characteristics were assessed, namely eight dimensions, four shape characteristics, and six color characteristics. A set of approximately 1.827 million data was extracted from 101,521 seed images. Digital image processing efficiently characterized the studied seeds and the obtained characteristics allowed us to differentiate between species, including those belonging to the same botanical family and genus. Therefore, seed image analysis using the proposed methodology can be used to characterize, differentiate, and automatedly identify forest species in Brazil. However caliper equipment Thus purpose 15 4 approach 1 assessed dimensions 1827 827 1.82 101521 101 521 101,52 images genus Therefore Brazil 182 82 1.8 10152 10 52 101,5 8 1. 1015 5 101,

RESUMO A análise biométrica de sementes contribui para a caracterização e diferenciação de espécies florestais. Entretanto, os estudos com espécies nativas geralmente utilizam métodos manuais como o paquímetro digital, o qual extrai uma quantidade limitada de características, enquanto espécies agronômicas dispõem de equipamentos caros e pouco acessíveis. Assim, o objetivo deste trabalho é demonstrar que ferramentas de análise e processamento de imagens de sementes podem auxiliar na caracterização e diferenciação de espécies nativas brasileiras. Para isso, sementes de 155 espécies nativas, distribuídas em 42 famílias botânicas foram fotografadas e analisadas para extração de descritores morfométricos por meio de uma nova abordagem metodológica. Um total de 18 características foram geradas, sendo oito para dimensões, quatro para formato, e seis para cor. Um conjunto de aproximadamente 1,827 milhões de dados foram obtidos a partir 101.521 imagens de sementes. O processamento digital de imagens foi eficiente para a caracterização das sementes nativas, e as características utilizadas permitiram diferenciar as espécies, inclusive àquelas que estão contidas na mesma família botânica e gênero. Portanto, a análise de imagens de sementes pela metodologia proposta contribui para a caracterização, diferenciação e automatização na identificação de espécies florestais nativas do Brasil. Entretanto acessíveis Assim brasileiras isso 15 4 metodológica 1 geradas dimensões formato cor 1827 827 1,82 101521 101 521 101.52 gênero Portanto Brasil 182 82 1,8 10152 10 52 101.5 8 1, 1015 5 101.

ABSTRACT The fungi presence during seed maturation and dispersion is related to biotic and abiotic factors. These microorganisms can cause loss seeds physiological quality in unfavorable climatic conditions. We hypothesize that sanitary quality of seeds produced is affected by tree and origin climatic condition. The aim was evaluated fungi incidence and seeds quality of Pityrocarpa moniliformis from different trees and two climatic conditions (Aw: rainy tropical; and BSh: warm semiarid). We collected seeds from 28 parent trees, evaluating separately the physiological and sanitary quality of the seeds produced in each tree. Different trees originated seeds with differences in physiological quality and fungi incidence. The climatic condition of the trees' origin affected the amount and fungi species present in the seeds produced, with a predominant incidence of the genera Alternaria spp., Aspergillus spp., Botrytis spp., Fusarium spp., Penicillium spp. and Rhyzopus sp. The Alternaria spp. incidence is correlated with seeds of low physiological quality. Therefore, we conclude that Pityrocarpa moniliformis trees under a tropical rainy climate produce seeds with superior physiological and sanitary quality compared to those located in a warm semiarid climate. factors Aw (Aw BSh semiarid. . semiarid) 2 spp sp Therefore

RESUMO A presença de fungos potencialmente prejudiciais durante a maturação e dispersão das sementes tem relação com fatores bióticos e abióticos. Esses microrganismos podem causar perda da qualidade fisiológica de sementes em condições climáticas desfavoráveis. Nesta pesquisa, levantou-se a hipótese de que a qualidade sanitária das sementes produzidas é afetada pela árvore e condição climática de origem. Assim, objetivou-se avaliar a incidência de fungos e a qualidade de sementes de Pityrocarpa moniliformis provenientes de diferentes árvores e duas condições climáticas (Aw: tropical chuvoso; e BSh: semiárido quente). Coletaram-se sementes de 28 árvores, avaliando-se separadamente a qualidade fisiológica e sanitária das sementes produzidas em cada árvore. Diferentes árvores originaram sementes com diferenças na qualidade fisiológica e incidência de fungos. A condição climática de origem das árvores afetou a quantidade e a espécie fúngica presente nas sementes produzidas, com incidência predominante dos gêneros Alternaria spp., Aspergillus spp., Botrytis spp., Fusarium spp., Penicillium spp. e Rhyzopus sp, sendo a incidência de Alternaria spp. correlacionada com sementes de baixa qualidade fisiológica. Portanto, conclui-se que árvores de Pityrocarpa moniliformis sob clima tropical chuvoso produzem sementes de qualidade fisiológica e sanitária superior em relação àquelas localizadas em clima semiárido quente. abióticos desfavoráveis pesquisa levantouse levantou se Assim objetivouse objetivou Aw (Aw BSh quente . quente) Coletaramse Coletaram 2 avaliandose avaliando spp sp Portanto concluise conclui

RESUMO Estabelecer os procedimentos adequados para condução do teste de germinação em espécies florestais é importante para viabilizar a comercialização de lotes de sementes, sobretudo para espécies que ainda não constam nas Instruções Normativas. Objetivou-se com este estudo determinar as condições ideais de temperatura e substrato para a realização do teste de germinação de sementes de Senna siamea, bem como: (i) caracterizar a morfo-fisiologia do estabelecimento da plântula, (ii) o período para a avaliação das plântulas, e (iii) validar a eficiência da metodologia em 10 lotes de sementes. O delineamento utilizado foi inteiramente ao acaso em arranjo fatorial 2 x 2 (temperaturas x substratos) com 12 repetições de 50 sementes para cada tratamento. Para a avaliação dos diferentes lotes, os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. Avaliou-se o percentual e a velocidade de germinação, primeira contagem, comprimento de plântulas, germinação acumulada, e morfologia de plântulas. Sementes de S. siamea possuem maior potencial germinativo em substrato rolo de papel sob temperaturas de 25 e 30 °C (86% e 87%). A primeira contagem de germinação e avaliação final de plântulas deve ser feita aos 15 e 21 dias após a semeadura, respectivamente. A espécie possui germinação do tipo epígea e suas plântulas são fanerocotiledonares. Observou-se que as condições de execução e avaliação do teste de germinação recomendadas neste estudo são adequadas na avaliação de lotes de sementes de S. siamea.

ABSTRACT Establishing the appropriate procedures for conducting germination tests in forest species is important for marketing the seeds, especially species that are not yet included in the relevant Normative Instructions. The aim of this study was to determine the ideal conditions of temperature and substrate to carry out the germination test on seeds of Senna siamea, as well as: (i) to characterise the morpho-physiology of seedling establishment, (ii) the period for seedling evaluation, and (iii) validate the efficiency of the methodology in 10 batches of seeds. The experimental design was completely randomised in a 2 x 2 factorial scheme (temperatures x substrates), with 12 replications of 50 seeds in each treatment. To evaluate the different batches, the data were submitted to analysis of variance, and the mean values compared by the Scott-Knott test at 5% probability. The percentage and speed of germination, first count, seedling length, accumulated germination, and seedling morphology were evaluated. The germination potential of S. siamea seeds is greater on paper-roll substrate at temperatures of 25 °C and 30 °C (86% and 87%). The first germination count and final seedling evaluation should be carried out 15 and 21 days after sowing, respectively. The species has epigeal germination and the seedlings are phanerocotyledonous. It was found that the method for carrying out and evaluating the germination test recommended in this study is suitable for evaluating batches of S. siamea seeds.

RESUMO Handroanthus impetiginosus é uma espécie arbórea com potencial ecológico e econômico. Apesar disso, no mercado brasileiro, a madeira é fortemente explorada no comércio ilegal. Portanto, tornam-se necessários estudos sobre diversidade genética com a finalidade de propor estratégias de conservação da espécie. Assim, o objetivo deste estudo foi selecionar iniciadores Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) para estudos de diversidade genética aplicados a população florestal de H. impetiginosus. Para isso, testaram-se 30 iniciadores moleculares ISSR em 30 indivíduos, avaliando-se o número total de loci, taxa de polimorfismo e valor de conteúdo da informação polimórfica, bem como o índice de marcador e o poder de resolução. Oito iniciadores foram selecionados por apresentarem melhor padrão de amplificação, os quais forneceram 62 loci. O valor do conteúdo de informação dos iniciadores polimórficos variou de 0,34 a 0,49, enquanto o valor do índice de marcador (MI) obteve uma média de 3,20, poder de resolução (RP) de 2,40, diversidade de Nei (He) de 0,35 e o índice de Shannon (I) de 0,52. Os resultados demonstram que os iniciadores UBC 807, 809, 818, 824, 857, 860, 873 e 881 são eficientes para a quantificação da diversidade genética de H. impetiginosus. Estes resultados podem contribuir para subsidiar estratégias que visem à conservação da espécie e seleção de árvores matrizes.

ABSTRACT Handroanthus impetiginosus is a tree species with ecological and economic potential. Despite that, in the Brazilian market, its wood is heavily exploited in the illegal trade. Therefore, studies on genetic diversity are necessary in order to propose strategies for conservation of this species. Thus, the aim of this study was to select Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) primers for genetic diversity studies applied to the forest population of H. impetiginosus. For this, 30 ISSR molecular primers were tested in 30 individuals, evaluating the total number of loci, polymorphism rate and polymorphic information content, as well as marker index and resolving power. Eight primers were selected for having a better amplification pattern, which provided 62 loci. The polymorphic information content of the primers ranged from 0.34 to 0.49, while the marker index (MI) averaged 3.20, with resolving power (RP) of 2.40, Nei’s diversity (He) of 0.35 and Shannon index (I) of 0.52. The results show that the primers UBC 807, 809, 818, 824, 857, 860, 873 and 881 are efficient for quantifying the genetic diversity of H. impetiginosus. These results can contribute to supporting strategies aimed at the conservation of this species and selection of parent trees.

Abstract The success of seedlings establishment for commercial planting and forest restoration depends on the availability of nutrients during seedlings production. The objective was to evaluate the efficiency in controlled-release fertilizer use in Cordyline spectabilis seedlings production and what is the additional cost per seedling produced. Seedling production was performed with doses of 0.0 (control); 2.5; 5.0; 7.5; 10.0 and 12.5 kg m-³ of Basacote® Plus 9M (16-08-12) controlled-release fertilizer added to the substrate. The experiment was placed in a greenhouse and we evaluated morphological parameters to determine seedlings growth. The dose of 10.7 kg m-3 provided a greater number of leaves (11.4) and leaf length (24.9 cm), higher values of shoot (4.64 g), root (2.32 g) and shoot root ratio (1.99) were obtained above 10.7 kg m-3 fertilizer. We recommend the use of 10.7 kg m-3 controlled-release fertilizer for seedlings production with an increase of R$ 0.05 per seedling produced.

Resumo: Simira gardneriana (Rubiaceae) é uma espécie arbórea recém-descoberta endêmica da Caatinga. Assim, estudos voltados à propagação, análise de sementes e plântulas são essenciais para a morfologia, identificação, classificação e conservação. Objetivou-se caracterizar as sementes, a morfofisiologia da germinação e o estabelecimento de plântulas de S. gardneriana. Para tanto, foi realizada a caracterização física, biométrica, bioquímica e morfológica das sementes, bem como avaliação do processo de germinação e estabelecimento das plântulas. A hidratação das sementes foi realizada por três métodos (imersão em água, tela metálica e rolos de papel) e duas temperaturas (25 e 30 °C). A caracterização morfológica das plântulas foi realizada em substrato de papel a 30 °C por 28 dias. As sementes de S. gardneriana são ortodoxas, amilo-lipídicas, possuem endosperma e não apresentam dormência física. A hidratação e a germinação das sementes podem ser realizadas em rolo de papel a 30 °C com protrusão da raiz no sexto dia e formação completa de plântulas aos 28 dias após a semeadura. Plântulas de S. gardneriana são cotiledonares fanero-epigeais com cotilédones fotossintéticos e possuem capacidade de rebrota do sistema radicular. A caracterização de sementes, germinação e plântulas de S. gardneriana contribui para sua propagação e pode auxiliar em estudos taxonômicos e filogenéticos posteriores em Rubiaceae.

Abstract: Simira gardneriana (Rubiaceae) is a newly discovered tree species endemic to the Caatinga. For this reason, studies aimed at propagation, seed and seedlings analysis are essential for morphology, identification, classification, and conservation. Our objective was to characterize the seeds, the morpho-physiology of germination and seedling establishment of S. gardneriana. Therefore, we performed physical, biometric, biochemical, and morphological characterization of the seeds, as well as an evaluation of the germination process and seedling establishment. Hydration of seeds was carried out by three methods (immersion in water, on a wire mesh, and between paper rolls) and at two temperatures (25 and 30 °C). Morphological characterization of the seedlings was performed on paper substrate at 30 °C for 28 days. Seeds of S. gardneriana are orthodox, amylo-lipid, have an endosperm and do not exhibit physical dormancy. Hydration and germination of the seeds can be achieved in a paper roll at 30 °C with root protrusion on the sixth day, and complete seedling formation on the 28th day after sowing. Seedlings of S. gardneriana are phanero-epigeal cotyledonous with photosynthetic cotyledons and have ability to regrow the root system. Characterization of S. gardneriana seeds, germination and seedlings contributes to its propagation and may help in subsequent taxonomic and phylogenetic studies in Rubiaceae.

Resumo: O peso de mil sementes (PMS) é utilizado para calcular a densidade de semeadura, estimar o número de sementes presente em uma amostra e predizer o tamanho das sementes. Objetivou-se estabelecer uma metodologia alternativa para determinação do peso de mil sementes em espécies florestais usando técnicas de análise de imagens. A metodologia tradicional foi comparada com a alternativa, testando-as em sementes de 16 espécies florestais. O método tradicional foi feito com a contagem manual de oito repetições de 100 sementes, pesagem das amostras e cálculo do peso de mil sementes. A metodologia alternativa foi executada por meio da contagem de amostras de sementes capturadas por imagens e processamento no software ImageJ®, seguido da pesagem de uma amostra única e cálculo. Todas as etapas foram cronometradas e cada metodologia foi repetida dez vezes por espécie. O PMS obtido pela metodologia alternativa foi semelhante à tradicional, e o tempo médio de execução das atividades foi reduzido em 62%. Portanto, a determinação do peso de mil sementes proposto por análise de imagens constitui-se em alternativa eficiente e otimizada em relação ao método tradicional. A determinação do peso de mil sementes a partir da análise de imagens proporciona redução do tempo de execução para o analista de sementes, produtor de sementes e de mudas florestais.

Abstract: Thousand-seed weight (TSW) is used to calculate the sowing density, number of seeds present in a sample, and predict seed size. Our aim was to establish an alternative methodology for thousand-seed weight determination in forest species using image analysis techniques. The traditional methodology was compared with the alternative one, testing them on seeds from 16 forest species. The traditional method was performed by manually counting eight repetitions of 100 seeds, weighing of samples, and computation of thousand-seed weight. The alternative methodology was performed by counting seed samples captured by images and processing in ImageJ® software, followed by weighing a single sample, and computation. All steps were timed, and each methodology was repeated ten times per species. The TSW obtained by the alternative methodology was similar to that obtained by the traditional one, and the average execution time of the activities was reduced by 62%. The proposed thousand-seed weight determination by image analysis is an efficient and optimized alternative to the traditional method. Thousand-seed weight determination from image analysis reduces execution time for the seed analyst and forest seedling producer.

RESUMO Pityrocarpa moniliformis (Benth.) Luckow & R. W. Jobson (Fabaceae) é uma espécie nativa do Brasil com alto potencial em programas de desenvolvimento econômico em regiões semiáridas, principalmente relacionado à produção de mel, alimentação animal e madeira para lenha. Assim, o objetivo deste trabalho foi selecionar marcadores moleculares Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) para estudos de diversidade genética, bem como testar a eficiência desta abordagem na quantificação da diversidade genética de uma população natural de P. moniliformis. Para isso, testaram-se 28 marcadores moleculares ISSR, avaliando-se o número total de locos, taxa de polimorfismo e o valor de conteúdo de informação polimórfica (PIC) para os iniciadores selecionados, bem como o índice de marcador e o poder de resolução. Os parâmetros de diversidade genética (distância genética de Nei e índice de Shannon) foram avaliados em 30 indivíduos localizados em Macaíba, Rio Grande do Norte, Brasil. Foram selecionados sete iniciadores que forneceram 74 locos, sendo 82% polimórficos, enquanto o valor de PIC foi de 0,344. A distância genética de Nei foi de 0,244 e o índice de Shannon, de 0,374. Portanto, marcadores moleculares ISSR (UBC 827, 840, 844, 857, 859, 860 e 873) são considerados eficientes nos estudos de diversidade genética de populações, seleção de matrizes e bancos de germoplasma, e podem contribuir para a conservação e o melhoramento genético em populações de P. moniliformis.

ABSTRACT Pityrocarpa moniliformis (Benth.) Luckow & R. W. Jobson (Fabaceae) is a native brazilian species with high potential for economic development programs in semiarid regions, mainly related to the production of honey, animal food and firewood. Thus, the objective of this work was to select Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) molecular markers for genetic diversity studies, as well as to test the efficiency of this approach in quantifying the genetic diversity of a natural P. moniliformis population. For this, 28 ISSR molecular markers were tested, evaluating the total number of loci, polymorphism rate and the Polymorphism Information Content (PIC) for the selected primers, the “Marker Index”, and the “Resolving Power”. Genetic diversity parameters (Nei genetic distance and Shannon index) were evaluated for 30 individuals located in Macaíba, Rio Grande do Norte State, Brazil. Seven primers were selected, which provided 74 loci, with 82% being polymorphic, while the PIC value was 0.344. The Nei genetic distance was 0.244, and the Shannon index was 0.374. Therefore, ISSR molecular markers (UBC 827, 840, 844, 857, 859, 860 and 873) are considered efficient in studying the genetic diversity of populations for the selection of matrices and germplasm banks, and may contribute to the conservation and genetic improvement of P. moniliformis populations.

RESUMO Mimosa caesalpiniifolia Benth. (Fabaceae) é uma árvore nativa das florestas tropicais secas do Nordeste do Brasil e pode ser explorada para fins madeireiros e reflorestamento. Este estudo avaliou a qualidade fisiológica de sementes e a diversidade genética de uma população cultivada de M. caesalpiniifolia, tendo como base de sustentação o potencial para produção comercial de sementes. Nove árvores matrizes foram usadas no estudo. A qualidade de suas sementes foi avaliada por testes de germinação e vigor, e sua diversidade genética foi acessada usando o Inter Simple Sequence Repeat (ISSR). O grupo de árvores estudado apresenta uma diversidade genética moderada e produz sementes com alta qualidade fisiológica, mas com sutis diferenças de vigor, que podem ser detectadas por testes de condutividade elétrica e lixiviação de potássio. Esses resultados sugerem que essas árvores são potencialmente adequadas para a produção comercial de sementes.

ABSTRACT Mimosa caesalpiniifolia Benth. (Fabaceae) is a native tree of the dry tropical forests of northeastern Brazil and can be exploited for logging and reforestation purposes. This study evaluated the physiological quality of seeds and the genetic diversity of a cultivated population of M. caesalpiniifolia, against the background of potential commercial seed production. Nine trees were used in the study. The quality of their seeds was evaluated by germination and vigour tests, and their genetic diversity was accessed using Inter Simple Sequence Repeat (ISSR). The studied tree group presents a moderate genetic diversity and produces seeds with high physiological quality, but with subtle vigour differences, which can be detected by electrical conductivity and potassium leaching tests. Our results suggest that these trees are potentially suitable for commercial seed production.

RESUMO A utilização de ciclos de hidratação descontínua pode atuar na melhoria da germinação de sementes e crescimento inicial de plântulas sob estresse hídrico. Nesse sentido, objetivou-se avaliar o efeito da hidratação descontínua na germinação de sementes de Mimosa caesalpiniifolia e Pityrocarpa moniliformis sob estresse hídrico. Para isso, sementes dessas espécies foram submetidas a 0 (sem hidratação), 2 e 4 ciclos de hidratação (18 h) e desidratação (12 e 18 h, respectivamente), com posterior germinação sob estresse hídrico simulado para os potenciais osmóticos 0,0 (água destilada); -0,2; -0,4; -0,6 e -0,8 MPa. As plântulas foram avaliadas por meio dos testes de germinação, índice de velocidade de germinação, tempo médio de germinação e comprimento de plântulas. A hidratação descontínua em sementes de M. caesalpiniifolia e P. moniliformis prejudica a germinação e o vigor de plântulas sob estresse hídrico até -0,6 MPa. No entanto, a utilização de dois ciclos em P. moniliformis favorece a germinação sob estresse hídrico mais severo (-0,8 MPa).

ABSTRACT The use of discontinuous hydration cycles can act in improving seed germination and seedling initial growth under water stress. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of discontinuous hydration on the germination of Mimosa caesalpiniifolia and Pityrocarpa moniliformis seeds under water stress. For this, seeds of these species were subjected to 0 (without hydration), 2 and 4 hydration cycles (18 h) and dehydration (12 and 18 h, respectively), with subsequent germination under water stress simulated for osmotic potentials of 0.0 (distilled water), -0.2, -0.4, -0.6 and -0.8 MPa. Seedlings were evaluated using tests of germination, germination speed index, mean germination time and seedling length. Discontinuous hydration in M. caesalpiniifolia and P. moniliformis seeds hampers germination and vigor of seedlings under water stress up to -0.6 MPa. However, the use of two cycles in P. moniliformis favors germination under more severe water stress (-0.8 MPa).

RESUMO: Erythrina velutina Willd. (Fabaceae) é uma espécie nativa brasileira com potencial econômico, ecológico e social. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de isoenzimas e as alterações na integridade do DNA durante a germinação de E. velutina em diferentes temperaturas. As sementes foram colocadas para germinar a 5, 15, 25, 35 e 45 °C, avaliando-se atividade isoenzimática e a degradação do DNA durante a germinação. A expressão isoenzimática ocorre de maneira diferente para a germinação das sementes sob diferentes temperaturas, com expressão variada entre plântulas e cotilédones. A enzima esterase foi mais sensível para expressar a resposta de sementes de E. velutina sob diferentes temperaturas de germinação. O reparo do DNA é mais eficiente durante a germinação das sementes de E. velutina quando submetidas à temperatura de até 25 °C, com prejuizo ao aparato genético em temperaturas superiores.

ABSTRACT: Erythrina velutina Willd. (Fabaceae) is a Brazilian native tree with economic, ecological and social potential. The aim of this study was to evaluate isoenzyme activity and changes in DNA integrity during germination of E. velutina at different temperatures. The seeds were placed to germinate at 5, 15, 25, 35 and 45 °C, evaluating isoenzyme activity and degradation of the DNA during germination. Isoenzyme expression occurs differently for seed germination under different temperatures, with varied expression between seedlings and cotyledons. The esterase enzyme was more sensitive to express the response of the E. velutina germination seeds at different temperatures. DNA repair is more efficient during the germination of E. velutina seeds when submitted to a temperature of up to 25 °C, with damage to the genetic apparatus with an increase higher than this temperature.

Resumo: Erythrina velutina Willd. (Fabaceae) é uma espécie arbórea de importância social, ecológica e econômica para o Nordeste do Brasil, região com frequentes variações da temperatura. O objetivo deste trabalho foi avaliar a mobilização de reservas durante a germinação de sementes e estabelecimento de plântulas de E. velutina em diferentes temperaturas, e como esses mecanismos são afetados em situações de estresse térmico. As sementes foram colocadas para germinar a 5, 15, 25, 35 e 45 °C, e os aspectos fisiológicos e bioquímicos de mobilização de reservas (amido, lipídios e proteínas totais) foram avaliados durante o estabelecimento das plântulas. A germinação, o vigor e a mobilização de reservas dos cotilédones para o eixo embrionário são afetados de acordo com a temperatura de incubação das sementes de E. velutina. A temperatura de 25 °C favorece a mobilização de reservas durante a germinação de sementes e estabelecimento de plântulas de E. velutina. Em situações de estresse térmico, altas temperaturas prejudicam o estabelecimento de plântulas, enquanto baixas temperaturas afetam negativamente a mobilização de reservas.

ABSTRACT: Erythrina velutina Willd. (Fabaceae) is a tree species that bears social, ecological, and economic importance for northeastern Brazil, a region with frequent temperature variations. The objective of this work was to evaluate the mobilization of reserves during seed germination and seedling establishment of E. velutina at different temperatures, and how these mechanisms are affected in a thermal-stress situation. The seeds germinated at 5, 15, 25, 35, and 45 °C, and the physiological and biochemical aspects of reserve mobilization (starch, lipids, and total proteins) were assessed during seedling establishment. Germination, vigor, and the mobilization of reserves from the cotyledons to the embryonic axis are affected according to the incubation temperature. The temperature of 25 °C favors the mobilization of reserves during seed germination and seedling establishment in E. velutina. In a situation of thermal stress, high temperatures affect the establishment of the seedlings, whereas low temperatures compromise the mobilization of reserves.