Perfis bioquímico e fisiológico da maturação, longevidade e germinabilidade de sementes de aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolia Raddi.)

Abstract

A espécie Schinus terebinthifolia é estudada principalmente pelas suas propriedades medicinais e condimentares, além de sua importância na recuperação de áreas degradadas e recomposição da vegetação nativa. Por isso, devido a importância de se obter sementes de boa qualidade dessa espécie para diferentes finalidades, objetivou-se nesse estudo avaliar os perfis bioquímico e fisiológico da maturação, longevidade e germinabilidade de sementes sob condições de restrição hídrica. Para isso, foram realizados experimentos avaliando diferentes estádios de maturação e condições de secagem, diferentes condições de armazenamento, além de ensaios de restrição hídrica na germinação dessa espécie. Observou-se que as sementes obtidas de frutos no estádio Vermelho apresentaram melhor qualidade fisiológica e tolerância a secagem. Na avaliação da longevidade, as sementes armazenadas em ambiente refrigerado (5ºC) foram capazes de manter a sua qualidade por 15 meses, diferente das armazenadas em temperatura ambiente (24ºC), que reduziram a germinabilidade e o vigor. As mudanças nas atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX) nessas condições de armazenamento indicaram que o sistema antioxidante enzimático está relacionado com a manutenção da viabilidade das sementes, porém, não foi capaz de evitar a perda da qualidade, o aumento da peroxidação lipídica (teor de malondialdeído - MDA), e da permeabilidade de membranas (teste de condutividade elétrica - CE), quando armazenadas em temperatura ambiente. Com isso, conclui-se que o estádio Vermelho pode ser considerado a fase de maturidade fisiológica para obtenção de sementes de boa qualidade, porém, a secagem ambiente reduz a germinabilidade de sementes. Além disso, conclui-se que as sementes de aroeira-vermelha podem ser armazenadas em ambiente refrigerado por até 15 meses mantendo a longevidade. Nos ensaios de restrição hídrica, conclui-se que a espécie é altamente sensível a esse estresse abiótico no processo de germinação e estabelecimento inicial de plântulas. As avalições bioquímicas mostram que as atividades das enzimas SOD, CAT e APX conferem proteção contra o estresse oxidativo quando submetidas a embebição em baixos níveis de estresse (-0,2 MPa), porém, ocorre um provável desbalanço entre o acúmulo de Espécies Reativas de Oxigênio (ERO) e o sistema antioxidante em potenciais mais baixos de restrição (-0,8 MPa), comprovados pela redução na atividade enzimática. Já em plântulas, os primeiros danos oxidativos ocorrem nas raízes, comprovados pela redução na biometria e na atividade da SOD, CAT e APX em -0,2 MPa. Além disso, quando utilizado embebição controlada para efeito de osmocondicionamento, os potenciais de -0,2 e -0,4 MPa são capazes de promover uma germinação mais rápida e uniforme, porém sem efeito de priming, pois não promove melhoria na porcentagem germinação e vigor das sementes de S. terebinthifolia. Essas informações são importantes para uso em programas de melhoramento genético e de protocolos para obtenção de sementes e mudas de boa qualidade, visando a exploração sustentável e domesticação da espécie.

Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolia) has been studied mainly for its condiment and medicinal properties, in addition to its importance in the recovery of degraded areas and the restoration of native vegetation. Therefore, due to the importance of obtaining good quality seeds of this species for different purposes, the objective of this study was to evaluate the biochemical and physiological profiles of seed maturation, longevity and germination under water-restricted conditions. For this, experiments were carried out evaluating different stages of maturation and drying conditions, different storage conditions, in addition to water restriction tests on the germination of this species. It was observed that seeds obtained from fruits in the Red stage had better physiological quality and drying tolerance. In assessing longevity, seeds stored in a refrigerated environment (5ºC) were able to maintain seed quality for 15 months, unlike those stored at room temperature (24ºC), which reduced germination and vigor. The changes in the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymes under these storage conditions indicated that the antioxidant enzyme system is related to the maintenance of seed viability, however, it was not able to prevent loss of quality, increased lipid peroxidation (malondialdehyde content - MDA), and membrane permeability (electrical conductivity test - EC), when stored at room temperature. Thus, it can be concluded that the Red stage can be considered the physiological maturity stage for obtaining good quality seeds, however, ambient drying reduces the germination of brazilian peppertree seeds. In addition, it is concluded that the seeds of Brazilian peppertree can be stored in a refrigerated environment for up to 15 months maintaining longevity, and the evaluations of SOD, CAT, APX activity, malondealdehyde acumullation and electrical conductivity can be used as biochemical markers for evaluation of quality throughout storage. In water restriction assays, it is concluded that the species is highly sensitive to this abiotic stress in the germination process and initial seedling establishment. Biochemical evaluations show that the activities of SOD, CAT and APX enzymes provide protection against oxidative stress when subjected to imbibition at low stress levels (-0.2 MPa), however, there is a probable unbalance between the accumulation of Reactive Oxygen Species (ROS) and the antioxidant system at lower restriction potentials (-0.8 MPa), proven by the reduction in enzymatic activity. In seedlings, the first oxidative damage occurs in the roots, evidenced by the reduction in biometry and in the activity of SOD, CAT and APX in -0.2 MPa. In addition, when controlled imbibition is used for osmoconditioning, the potentials of -0.2 and -0.4 MPa are capable of promoting faster and more uniform germination, but without priming effect, as the use of this pre-treatment does not promotes improvement in germination and vigor of brazilian peppertree seeds. The information obtained in this study are important and can be applied for genetic improvement programs and protocols for obtaining good quality seeds and seedlings, aiming at the sustainable exploitation and domestication of the species.