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FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA
CURSO DE AGRONOMIA

Germinação

Professor: Joseanny Cardoso da Silva Pereira

Disciplina: Fisiologia vegetal I
Entrevista: O que é germinação?
É o momento em
que a plântula
emerge do solo.

É o momento em
que a testa (casca)
da semente se
rompe e alguma
parte do embrião
emerge.

É o conjunto de
processos que estão
envolvidos na
transformação do
embrião em uma
plântula estabelecida.
O que é a semente?
É uma estrutura simples, resultado do
desenvolvimento de um óvulo fertilizado.
Porém, fisiologicamente ela é extraordinárias!
O embrião pode
sobreviver por longos
períodos com um
conteúdo de água de
10% (na base de peso
total) ou menos.

Já os tecidos normais em
crescimento precisam de
um conteúdo de água
em torno de 70%, para
manter as suas funções
metabólicas.
Desenvolvimento da semente
Após a fertilização, o desenvolvimento do embrião de uma
Angiosperma é normalmente dividido em 3 fases:

Embriogênese

Maturação

Dessecação
Desenvolvimento da semente
Embriogênese

Marcada por intenso
processo de divisão e
diferenciação celular

Formação dos tecidos que
irão constituir o embrião e
o endosperma.
Desenvolvimento da semente
Maturação

Caracterizada
primeiramente pela
expansão celular e
alocação de substâncias

Final da fase de
maturação: quando há
o maior acúmulo de
matéria seca nos
tecidos da semente

Proteínas, lipídeos
e/ou carboidratos

Cotilédones ou
endosperma

Aumento de MS na semente
Desenvolvimento da semente
Dessecação

Acentuado aumento na
taxa de desidratação e
ruptura de suas conexões
tróficas com a planta

O metabolismo cai
acentuadamente, podendo
entretanto persistir no
embrião

Fim da dessecação
O que será que tem na semente?
Embrião: desenvolve-se a partir do zigoto
diplóide, formado pela fusão de um núcleo
gamético com a osfera.
Endosperma: triplóide, proveniente da
fusão dos núcleos polares com o segundo
núcleo gamético.
Tegumento: formado a partir dos
integumentos que envolvem o óvulo, sendo
portanto de origem materna.
Embrião
Formado pelo eixo
embrionário e por um
ou dois cotilédones.

Recebe esse nome
porque inicia o
crescimento em 2
direções

É a parte vital da semente
(tecido meristemático), tem
função reprodutiva sendo
capaz de iniciar divisões
celulares, e de crescer.
Embrião: eixo embrionário
Dicotiledôneas: plúmula, radícula e hipocótilo
Plúmula: o conjunto
da gema apical e das
folhas primárias

Radícula: raiz rudimentar;
originará a raiz primária da
nova planta.

Hipocótilo: região do embrião
localizada abaixo do ponto de
inserção dos cotilédones e
acima da radícula.
Embrião: eixo embrionário
Monocotiledôneas: além da radícula e da plúmula, possui
coleóptilo e coleorriza.
Coleóptilo: bainha que protege a plúmula

Coleorriza: protege a radícula
Embrião: Eixo embrionário

Plúmula

Geralmente é pequeno em relação às
outras partes da semente.
Embrião: cotilédones
Os cotilédones não têm capacidade de crescimento, tendo
a função de reservar e/ou sintetizar alimentos.

Gramíneas: único
cotilédone é denominado
de escutelo e tem a
função de
haustório, permitindo a
translocação de alimentos
do endosperma para o eixo
embrionário.
O conteúdos dos cotilédones ou
endosperma varia!
Amido: semente
amilácea

Protéina:
semente protéica
Lipídeo: semente oleaginosa
Endosperma do coco

No coco existem dois tipos de endosperma:
carnoso e líquido!
Mas, porque, existem dois tipos de
endosperma no coco?
Células originais dividem
apenas o núcleo quando
começam a multiplicar

Outras tipos dividem a
célula inteira

Esses núcleos que ficam
soltos formam um
endosperma líquido
À medida que o fruto vai amadurecendo, passa a ocorrer
também a divisão do citoplasma – o líquido que recheia
todas as células – com formação da parede celular das
células periféricas, dando origem à polpa.
Sementes de cerais possuem uma camada
viva!
O nome dessa camada é aleurona (circunda o endosperma).

Durante a germinação, a camada de aleurona fornece as
enzimas hidrolíticas que digerem as reserva presentes
no endosperma
Existem dois tipos de germinação
Epígea: em que os cotilédones
ou o endosperma ficam acima
do solo e podem se tornar
verdes e fotossintetizantes

Hipógea: em que os
cotilédones ou o grão
permanecem sob o
solo e não se tornam
fotossintetizantes
Vídeo
Exemplos dos tipos de germinação
Epígea

Hipógea

Mamona
cebola

Sorgo
Seringueira
Tipos de dormência em sementes
Existem 2 tipos:

1. A dormência imposta pela
casca ou outros tecidos que
circundam o embrião

2. A dormência
inerente ao embrião
(fisiológica)
Tipos de dormência em sementes
1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que
circundam o embrião
Essa dormência é também referida como dormência física
ou tegumentar. O embrião de tais sementes germina
prontamente na presença de água e oxigênio, desde que o
tegumento ou outros tecidos que o circundam sejam
removidos ou, de alguma forma, danificados (escarificação
química com ácidos ou física com lixas).
Tipos de dormência em sementes
1. A dormência imposta
pela casca ou outros
tecidos que circundam
o embrião
Tipos de dormência em sementes
2. A dormência inerente ao embrião (fisiológica)
Presença de inibidores: ABA
Ausência de promotores: GA
Perda da dormência: nítida queda na relação ABA/GAs
ABA: parece inibir a síntese de enzimas hidrolíticas
dependentes de GAs, como por exemplo, a enzima α-amilase.
Fatores que afetam a germinação: Longevidade
Longevidade das sementes: as sementes
perdem a viabilidade com o tempo

Ortodoxas: teor de água varia entre 5 e 10% da sua massa
fresca e podem ser desidratadas a níveis baixos de umidade.
Fatores que afetam a germinação: Longevidade
Intermediárias: toleram a dessecação
entre 10 e 13% de umidade, mas
quando desidratada a 7% perdem
significativamente a viabilidade.
Fatores que afetam a germinação: Longevidade
Recalcitrantes: teor de água varia
entre 60 e 70% de sua massa
fresca, não tolerando dessecação
em níveis de umidade de 15 a 20%;
viabilidade curta.
Fatores que afetam a germinação: Longevidade

O2
CO2

Umidade da
semente parece
ser o fator mais
importante

Em laboratório

Aumento da umidade de 5 para 10%
Aumento da temperatura de 20 para 40ºC

Redução da
viabilidade
muito maior
Fatores que afetam a germinação:
Longevidade
Fatores que afetam a germinação:
A entrada de H2O na semente: controlada pela permeabilidade
do tegumento, pela disponibilidade de H2O e pela composição
química das reservas da semente. Condições ótimas de
suprimento de H2O: a absorção de H2O pela semente possui 3
fases distintas
Fase I: embebição, com duração de 8 a 16 h
Fase II: intenso transporte das
substâncias quebradas na fase I, do
tecido de reserva para o tecido
meristemático

Fase III: as substâncias que foram
transportadas na segunda fase se
reorganizam para a formação da
parede celular, permitindo que o eixo
embrionário se desenvolva
Fatores que afetam a germinação: Gases
Processo que requer energia
E quem fornece essa energia?

Respiração!
Processo que depende de O2

Na maioria das espécies, a redução de O2 inibe a germinação
Fatores que afetam a germinação:
Fatores que afetam a germinação:

Fotoblásticas positivas: a luz
estimula o processo de germinação

Fotoblásticas negativas: a
germinação é inibida pela luz

Muitas outras, incluindo a maioria das espécies cultivadas, não
são afetadas pela luz, ou seja, elas germinam na luz ou no escuro.
Metabolismo da semente durante a respiração
Durante a
maturação:
organelas e
macromoléculas
são formadas

Quando a germinação inicia,
ocorre a reativação dessas
organelas e macromoléculas

A quebra de reservas, gera ATP e
esqueletos de carbono para o crescimento
da plântula (formação de novas proteínas,
organelas, etc.)
Em termos metabólicos, a germinação pode ser
dividida em 3 etapas
Embebição (Absorção de água);

Reativação de organelas e macromoléculas preexistentes
na semente, formadas durante a maturação;
Quebra das reservas da semente e sua
respiração, gerando ATP como fonte de energia e
esqueletos de carbono para o crescimento da plântula.
Como acontece o processo de respiração na
semente em germinação?
Antes da plântula se tornar autotrófica, o
desenvolvimento do eixo embrionário é dependente
das reservas, contidas no endosperma ou
cotilédones, as quais precisam ser degradadas.

Nesse aspecto, a respiração nas sementes em processo de
germinação constitui um caso de particular interesse.
Fases do metabolismo da semente durante a
respiração
Fase I

O2
Devido á hidratação e
à ativação de enzimas
mitocondriais
envolvidas no CK e na
CTE

Fase II
A respiração
estabiliza-se e o
consumo de O2
aumenta lentamente.

Entre as fases II e III, a germinação é completada com a
emergência da radícula
Fases do metabolismo da semente durante a
respiração
Fase III
Tem-se um 2º aumento na
taxa de respiração,
devido a síntese de novas
mitocôndrias nas células
do eixo embrionário em
crescimento. Nos tecidos
de reserva, há também
aumento no nº de
mitocôndrias.

Fase IV
Esta fase mostra uma queda
na taxa de respiração e
ocorrem somente nos
tecidos de
reserva, coincidindo com sua
senescência pela exaustão
das reservas estocadas.
Como ocorre a germinação de sementes em
cereais?
Ação da giberelina em braquiarão

Efeito de níveis crescentes de ácido giberélico sobre
a germinação de sementes dormentes de Brachiaria
brizantha cv. Marandu (Vieira et al. 1998)
Fases do processo germinativo
1º Hidratação ou embebição
2º Elevação da taxa respiratória
3º Ativação e síntese enzimática
4º Digestão de reservas
5º Mobilização e transporte de reservas
6º Crescimento e diferenciação de tecidos
Fases do processo germinativo
1º Hidratação ou embebição
A primeira estrutura celular a sofrer ação por embebição de
água é a membrana.
Fases do processo germinativo
1º Hidratação ou embebição

Processo de dessecação: as membranas alteram seu estado físico,
passando do estado cristalino líquido, mais fluido, para o estado
de gel, menos fluido.
Sob esta condição, ocorre um efeito de empacotamento e
aproximação das moléculas, restringindo seu movimento.
Fases do processo germinativo
2º Elevação da taxa respiratória

O2

Devido á hidratação e à ativação de enzimas
mitocondriais envolvidas no CK e na CTE.

Nessa fase, a disponibilidade de açúcares, principalmente
sacarose, rafinose e estaquiose, mantém a respiração. A
mobilização das principais substâncias de reserva - amido,
proteínas e lipídios - ocorre após o início do crescimento
do embrião, na fase III da embebição.
Fases do processo germinativo
3º Ativação e síntese enzimática
A síntese protéica inicia-se logo após a hidratação, a partir de
substratos (enzimas, RNAt, ribossomos, RNAm etc.) presentes
na semente madura e reativados com a embebição.
Algumas das proteínas produzidas assumem importante função
enzimática nas sementes, sendo responsáveis pela mobilização
dos tecidos de reserva, como por exemplo, o amido.
Fases do processo germinativo
4º Digestão de reservas

Durante a germinação, os órgãos de reserva (endosperma
ou cotilédones) perdem massa rapidamente.
O material proveniente da degradação das reservas é
transportado para o eixo embrionário e dividido entre as
diversas partes da nova planta (raiz e parte aérea).
Estas reservas consistem, principalmente, de
carboidratos, proteínas e lipídios
Fases do processo germinativo
4º Digestão de reservas
Fases do processo germinativo
5º Mobilização e transporte de reservas

Realizada por meio de células de
transferência
Fases do processo germinativo
6º Crescimento e diferenciação de tecidos
Now you!
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Germinação

  • 1. FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA CURSO DE AGRONOMIA Germinação Professor: Joseanny Cardoso da Silva Pereira Disciplina: Fisiologia vegetal I
  • 2. Entrevista: O que é germinação? É o momento em que a plântula emerge do solo. É o momento em que a testa (casca) da semente se rompe e alguma parte do embrião emerge. É o conjunto de processos que estão envolvidos na transformação do embrião em uma plântula estabelecida.
  • 3. O que é a semente? É uma estrutura simples, resultado do desenvolvimento de um óvulo fertilizado. Porém, fisiologicamente ela é extraordinárias! O embrião pode sobreviver por longos períodos com um conteúdo de água de 10% (na base de peso total) ou menos. Já os tecidos normais em crescimento precisam de um conteúdo de água em torno de 70%, para manter as suas funções metabólicas.
  • 4. Desenvolvimento da semente Após a fertilização, o desenvolvimento do embrião de uma Angiosperma é normalmente dividido em 3 fases: Embriogênese Maturação Dessecação
  • 5. Desenvolvimento da semente Embriogênese Marcada por intenso processo de divisão e diferenciação celular Formação dos tecidos que irão constituir o embrião e o endosperma.
  • 6. Desenvolvimento da semente Maturação Caracterizada primeiramente pela expansão celular e alocação de substâncias Final da fase de maturação: quando há o maior acúmulo de matéria seca nos tecidos da semente Proteínas, lipídeos e/ou carboidratos Cotilédones ou endosperma Aumento de MS na semente
  • 7. Desenvolvimento da semente Dessecação Acentuado aumento na taxa de desidratação e ruptura de suas conexões tróficas com a planta O metabolismo cai acentuadamente, podendo entretanto persistir no embrião Fim da dessecação
  • 8. O que será que tem na semente? Embrião: desenvolve-se a partir do zigoto diplóide, formado pela fusão de um núcleo gamético com a osfera. Endosperma: triplóide, proveniente da fusão dos núcleos polares com o segundo núcleo gamético. Tegumento: formado a partir dos integumentos que envolvem o óvulo, sendo portanto de origem materna.
  • 9. Embrião Formado pelo eixo embrionário e por um ou dois cotilédones. Recebe esse nome porque inicia o crescimento em 2 direções É a parte vital da semente (tecido meristemático), tem função reprodutiva sendo capaz de iniciar divisões celulares, e de crescer.
  • 10. Embrião: eixo embrionário Dicotiledôneas: plúmula, radícula e hipocótilo Plúmula: o conjunto da gema apical e das folhas primárias Radícula: raiz rudimentar; originará a raiz primária da nova planta. Hipocótilo: região do embrião localizada abaixo do ponto de inserção dos cotilédones e acima da radícula.
  • 11. Embrião: eixo embrionário Monocotiledôneas: além da radícula e da plúmula, possui coleóptilo e coleorriza. Coleóptilo: bainha que protege a plúmula Coleorriza: protege a radícula
  • 12. Embrião: Eixo embrionário Plúmula Geralmente é pequeno em relação às outras partes da semente.
  • 13. Embrião: cotilédones Os cotilédones não têm capacidade de crescimento, tendo a função de reservar e/ou sintetizar alimentos. Gramíneas: único cotilédone é denominado de escutelo e tem a função de haustório, permitindo a translocação de alimentos do endosperma para o eixo embrionário.
  • 14. O conteúdos dos cotilédones ou endosperma varia! Amido: semente amilácea Protéina: semente protéica Lipídeo: semente oleaginosa
  • 15. Endosperma do coco No coco existem dois tipos de endosperma: carnoso e líquido!
  • 16. Mas, porque, existem dois tipos de endosperma no coco? Células originais dividem apenas o núcleo quando começam a multiplicar Outras tipos dividem a célula inteira Esses núcleos que ficam soltos formam um endosperma líquido À medida que o fruto vai amadurecendo, passa a ocorrer também a divisão do citoplasma – o líquido que recheia todas as células – com formação da parede celular das células periféricas, dando origem à polpa.
  • 17. Sementes de cerais possuem uma camada viva! O nome dessa camada é aleurona (circunda o endosperma). Durante a germinação, a camada de aleurona fornece as enzimas hidrolíticas que digerem as reserva presentes no endosperma
  • 18. Existem dois tipos de germinação Epígea: em que os cotilédones ou o endosperma ficam acima do solo e podem se tornar verdes e fotossintetizantes Hipógea: em que os cotilédones ou o grão permanecem sob o solo e não se tornam fotossintetizantes Vídeo
  • 19. Exemplos dos tipos de germinação Epígea Hipógea Mamona cebola Sorgo Seringueira
  • 20. Tipos de dormência em sementes Existem 2 tipos: 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião 2. A dormência inerente ao embrião (fisiológica)
  • 21. Tipos de dormência em sementes 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião Essa dormência é também referida como dormência física ou tegumentar. O embrião de tais sementes germina prontamente na presença de água e oxigênio, desde que o tegumento ou outros tecidos que o circundam sejam removidos ou, de alguma forma, danificados (escarificação química com ácidos ou física com lixas).
  • 22. Tipos de dormência em sementes 1. A dormência imposta pela casca ou outros tecidos que circundam o embrião
  • 23. Tipos de dormência em sementes 2. A dormência inerente ao embrião (fisiológica) Presença de inibidores: ABA Ausência de promotores: GA Perda da dormência: nítida queda na relação ABA/GAs ABA: parece inibir a síntese de enzimas hidrolíticas dependentes de GAs, como por exemplo, a enzima α-amilase.
  • 24. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Longevidade das sementes: as sementes perdem a viabilidade com o tempo Ortodoxas: teor de água varia entre 5 e 10% da sua massa fresca e podem ser desidratadas a níveis baixos de umidade.
  • 25. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Intermediárias: toleram a dessecação entre 10 e 13% de umidade, mas quando desidratada a 7% perdem significativamente a viabilidade.
  • 26. Fatores que afetam a germinação: Longevidade Recalcitrantes: teor de água varia entre 60 e 70% de sua massa fresca, não tolerando dessecação em níveis de umidade de 15 a 20%; viabilidade curta.
  • 27. Fatores que afetam a germinação: Longevidade O2 CO2 Umidade da semente parece ser o fator mais importante Em laboratório Aumento da umidade de 5 para 10% Aumento da temperatura de 20 para 40ºC Redução da viabilidade muito maior
  • 28. Fatores que afetam a germinação: Longevidade
  • 29. Fatores que afetam a germinação: A entrada de H2O na semente: controlada pela permeabilidade do tegumento, pela disponibilidade de H2O e pela composição química das reservas da semente. Condições ótimas de suprimento de H2O: a absorção de H2O pela semente possui 3 fases distintas Fase I: embebição, com duração de 8 a 16 h Fase II: intenso transporte das substâncias quebradas na fase I, do tecido de reserva para o tecido meristemático Fase III: as substâncias que foram transportadas na segunda fase se reorganizam para a formação da parede celular, permitindo que o eixo embrionário se desenvolva
  • 30. Fatores que afetam a germinação: Gases Processo que requer energia E quem fornece essa energia? Respiração! Processo que depende de O2 Na maioria das espécies, a redução de O2 inibe a germinação
  • 31. Fatores que afetam a germinação:
  • 32. Fatores que afetam a germinação: Fotoblásticas positivas: a luz estimula o processo de germinação Fotoblásticas negativas: a germinação é inibida pela luz Muitas outras, incluindo a maioria das espécies cultivadas, não são afetadas pela luz, ou seja, elas germinam na luz ou no escuro.
  • 33. Metabolismo da semente durante a respiração Durante a maturação: organelas e macromoléculas são formadas Quando a germinação inicia, ocorre a reativação dessas organelas e macromoléculas A quebra de reservas, gera ATP e esqueletos de carbono para o crescimento da plântula (formação de novas proteínas, organelas, etc.)
  • 34. Em termos metabólicos, a germinação pode ser dividida em 3 etapas Embebição (Absorção de água); Reativação de organelas e macromoléculas preexistentes na semente, formadas durante a maturação; Quebra das reservas da semente e sua respiração, gerando ATP como fonte de energia e esqueletos de carbono para o crescimento da plântula.
  • 35. Como acontece o processo de respiração na semente em germinação? Antes da plântula se tornar autotrófica, o desenvolvimento do eixo embrionário é dependente das reservas, contidas no endosperma ou cotilédones, as quais precisam ser degradadas. Nesse aspecto, a respiração nas sementes em processo de germinação constitui um caso de particular interesse.
  • 36. Fases do metabolismo da semente durante a respiração Fase I O2 Devido á hidratação e à ativação de enzimas mitocondriais envolvidas no CK e na CTE Fase II A respiração estabiliza-se e o consumo de O2 aumenta lentamente. Entre as fases II e III, a germinação é completada com a emergência da radícula
  • 37. Fases do metabolismo da semente durante a respiração Fase III Tem-se um 2º aumento na taxa de respiração, devido a síntese de novas mitocôndrias nas células do eixo embrionário em crescimento. Nos tecidos de reserva, há também aumento no nº de mitocôndrias. Fase IV Esta fase mostra uma queda na taxa de respiração e ocorrem somente nos tecidos de reserva, coincidindo com sua senescência pela exaustão das reservas estocadas.
  • 38. Como ocorre a germinação de sementes em cereais?
  • 39. Ação da giberelina em braquiarão Efeito de níveis crescentes de ácido giberélico sobre a germinação de sementes dormentes de Brachiaria brizantha cv. Marandu (Vieira et al. 1998)
  • 40. Fases do processo germinativo 1º Hidratação ou embebição 2º Elevação da taxa respiratória 3º Ativação e síntese enzimática 4º Digestão de reservas 5º Mobilização e transporte de reservas 6º Crescimento e diferenciação de tecidos
  • 41. Fases do processo germinativo 1º Hidratação ou embebição A primeira estrutura celular a sofrer ação por embebição de água é a membrana.
  • 42. Fases do processo germinativo 1º Hidratação ou embebição Processo de dessecação: as membranas alteram seu estado físico, passando do estado cristalino líquido, mais fluido, para o estado de gel, menos fluido. Sob esta condição, ocorre um efeito de empacotamento e aproximação das moléculas, restringindo seu movimento.
  • 43. Fases do processo germinativo 2º Elevação da taxa respiratória O2 Devido á hidratação e à ativação de enzimas mitocondriais envolvidas no CK e na CTE. Nessa fase, a disponibilidade de açúcares, principalmente sacarose, rafinose e estaquiose, mantém a respiração. A mobilização das principais substâncias de reserva - amido, proteínas e lipídios - ocorre após o início do crescimento do embrião, na fase III da embebição.
  • 44. Fases do processo germinativo 3º Ativação e síntese enzimática A síntese protéica inicia-se logo após a hidratação, a partir de substratos (enzimas, RNAt, ribossomos, RNAm etc.) presentes na semente madura e reativados com a embebição. Algumas das proteínas produzidas assumem importante função enzimática nas sementes, sendo responsáveis pela mobilização dos tecidos de reserva, como por exemplo, o amido.
  • 45. Fases do processo germinativo 4º Digestão de reservas Durante a germinação, os órgãos de reserva (endosperma ou cotilédones) perdem massa rapidamente. O material proveniente da degradação das reservas é transportado para o eixo embrionário e dividido entre as diversas partes da nova planta (raiz e parte aérea). Estas reservas consistem, principalmente, de carboidratos, proteínas e lipídios
  • 46. Fases do processo germinativo 4º Digestão de reservas
  • 47. Fases do processo germinativo 5º Mobilização e transporte de reservas Realizada por meio de células de transferência
  • 48. Fases do processo germinativo 6º Crescimento e diferenciação de tecidos