Germination of seeds of Melanoxylon brauna Shott. under termal stress and the physiological, anatomical and biochemical consequences

Estudos anatômicos, fisiológicos e bioquímicos durante a germinação de sementes de Melanoxylon. brauna sob estresse térmico são fundamentais diante da possibilidade do aumento da temperatura global, da importância econômica da espécie e do pouco conhecimento referente àquelas áreas específicas.Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivos:caracterizar alterações bioquímicas e fisiológicas durante a germinação sob estresse térmico. Também foram avaliadas as alterações anatômicas, reação de Fenton. Avaliou-se a germinação nas temperaturas constantes de 25, 35 e 45°C e em sementes embebidas por 24, 48 e 72 h em 35 e 45°C e posteriormente transferidas para 25°C. A CE, produção de EROs e atividade enzimática foram avaliadas em sementes embebidas por 0, 24, 48 e 72 h em 25, 35 e 45°C. A resistência micropilar foi avaliada em sementes secas e embebidas por 24 h em água e solução de H 2 O 2 nas concentração de 20 e 40 μ m.Os experimentos foram conduzidos no delineamento inteiramente casualizado (DIC).Para a germinação e CE foram utilizadas 5 repetições com 20 sementes cada. Para a produção de EROs e atividade enzimática foram utilizadas cinco repetições de 50 mg de eixos embrionários ou 100 mg de micrópilas. A força de rompimento região micropilar também foi avaliada em 3 repetições com 10micrópilas cada.A embebição das sementes em 35°C com posterior transferência para 25°C favorece a germinação. Em 45°C ocorre maiores danosao sistema de membranas, maior acúmulo de H2O2 , comprometimento do sistema antioxidante e posterior morte das sementes. Após 16 h de embebição, foram observadas as primeiras alterações anatômicas na região micropilar e endosperma lateral. A presença de H2O2 e redução da força de ruptura da região micropilar indicam provável ocorrência da reação de Fenton. A temperatura influenciou a atividade das enzimas, -galactosidase, poligalacturonase (PG), pectina - -1,4 glicosidase e o estresse térmico não comprometeu esse sistema enzimático, porém comprometeu a germinação em 45°C.Anatomical, physiological and biochemical studies during the germination of Melanoxylon brauna seeds under thermal stress are fundamental to the possibility of global temperature increase, the economic importance of the species and the lack of knowledge related to those specific areas. In this sense, the present work has as objectives: to quantify germination, electrical conductivity (EC), production of reactive oxygen species (ROS) and enzymatic activity during germination under thermal stress. The anatomical alterations, Fenton reaction (H2O2 levels and Fe and Cu ion contents) and resistance of the micropillary region of the seeds during imbibition were also evaluated. The germination was evaluated at constant temperatures of 25, 35 and 45°C and in seeds soaked for 24, 48 and 72 h at 35 and 45°C and subsequently transferred to 25°C. EC, ERO production and enzymatic activity were evaluated in seeds soaked in 0, 24, 48 and 72 h at 25, 35 and 45°C. The micropylar resistance was evaluated in dry seeds and soaked for 24 h in water and H2O2 solution at the concentration of 20 and 40 m. The experiments were conducted in a completely randomized design (DIC). For germination and CE, 5 replicates with 20 seeds each were used. For the production of EROs and enzymatic activity, five replicates of 50 mg of embryonic axes or 100 mg of micropiles were used. The force breaking micropillary region was also evaluated in 3 replicates with 10 micropiles each. The imbibition of the seeds at 35°C with subsequent transfer to 25°C favors the germination. At 45°C, there is greater damage to the membrane system, higher accumulation of H2O2 , impaired antioxidant system and subsequent seed death. After 16 h of imbibition, the first anatomical changes were observed in the micropillary region and lateral endosperm. The presence of H2O2 , Fe and Cu and reduction of the rupture force of the micropylar region indicate a probable occurrence of the Fenton reaction. The temperature influenced the activity of the enzymes, -galactosidase, polygalacturonase (PG), pectin methyl esterases (PME), pectin lyase (PL), total cellulases, -1,3 glycosidase and -1,4 glycosidase. Thermal stress did not compromise the enzymatic system, but compromised the germination in 45°C.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio