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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.41.2014.tde-11072014-095300
Document
Author
Full name
Rayane de Tasso Moreira Ribeiro
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Buckeridge, Marcos Silveira (President)
Schongart, Jochen
Tiné, Marco Aurélio Silva
Title in Portuguese
Mobilização de reservas durante a germinação e estabelecimento plântulas de Macrolobium acaciifolium Benth. (Leguminosae) e seu papel na adaptação aos pulsos de alagamento na Amazônia
Keywords in Portuguese
Amazônia
Reservas
Sementes
Abstract in Portuguese
Planícies amazônicas alagáveis apresentam espécies arbóreas que estão sujeitas a um pulso de inundação proveniente das chuvas anuais. Muitas destas espécies apresentam estratégias de adaptação ao alagamento, germinando suas sementes e estabelecendo as plântulas antes do próximo período de cheia. Este é o caso de Macrolobium acaciifolium (Benth) Leguminosae (Caesalpinoideae), que ocorre nas cotas altitudinais mais altas das várzeas e igapós amazônicos. Neste trabalho, pela primeira vez foi caracterizado o sistema de mobilização de reservas ao longo do período de germinação e estabelecimento das plântulas de M. acaciifolium, com o objetivo de compreender os mecanismos fisiológicos e bioquímicos relacionados à sua estratégia em face à inundação. O experimento teve duração de 56 dias, nos quais foram realizadas coletas destrutivas e análises não-destrutivas de sementes e de diferentes partes das plântulas para análises de crescimento, fotossíntese, carboidratos não estruturais (frutose, glucose, sacarose e amido), xiloglucano de reserva e análises citoquímicas correspondentes à detecção de proteínas, amido e xiloglucano de reserva. Após análises citoquímicas e de açúcares, é reportado pela primeira vez na literatura científica, a existência de uma semente que acumula simultaneamente amido e xiloglucano de reserva na parede celular. Não foi observada a presença de corpos protéicos, que é uma característica comum de armazenamento de nitrogênio em sementes de Leguminosae, o que indica que a plântula provavelmente estabelece a assimilação de nitrogênio pelas raízes ao invés de armazenar e mobilizar reservas para isto. Nas sementes de M.acaciifolium xiloglucano e amido juntos perfazem 21,6% da massa da semente quiescente. No início da germinação, parte do amido é degradado e há um aumento concomitante de xiloglucano que leva a um equilíbrio entre as duas reservas. Dos 10 aos 14 dias após a embebição (DAE), o amido dos cotilédones é exaurido com concomitante desenvolvimento das raízes e do caule das plântulas. A partir de 20 DAE, o xiloglucano passa a ser degradado e a mobilização ocorre sem alterações na estrutura do polissacarídeo na parede celular e simultâneo acúmulo transitório de galactose, glucose, xilose e amido. Os produtos de degradação do xiloglucano levam à produção de folhas e ao estabelecimento da fotossíntese. As observações feitas neste trabalho sugerem que M. acaciifolium apresenta mecanismos de adaptação aos pulsos de inundação da Amazônia durante o processo de germinação e estabelecimento das plântulas
Title in English
Storage mobilization during germination and seedling establishment of Macrolobium acaciifolium Benth. (Leguminosae) and its role on the adaptation to the inundation pulses in the Amazon
Keywords in English
Amazon
Reserves
Seeds
Abstract in English
The Amazonian floodplains display tree species that are subjected to yearly inundation pulses. Several of these species colonize these regions are well adapted to the flood pulses, germinating their seeds and establishing seedlings before the next pulse comes. This is the case of Macrolobium acaciifolium (Benth) Leguminosae (Caesalpinoideae) that occur in the upper part of the riverbanks of the amazonian várzeas and igapós. In the present work, we characterized for the first time the system of storage mobilization along the period of seed germination and seedling establishment with the objective of understanding the physiological and biochemical mechanisms related to the strategy of M. Acaciifolim to face the next flooding season. The experiment was performed for 56 days in which destructive and non-destructive analyses of the seed and different parts of seedlings were performed for analyses of growth, photosynthesis, non-structural carbohydrates (fructose, glucose, sucrose, raffinose and starch), storage xyloglucan and corresponding cytochemical analyses to detect proteins, starch and storage xyloglucan in cotyledon tissues. After cytochemical and sugar analyses, it is reported for the first time in scientific literature the existence of a seed that accumulates starch and storage xyloglucan on the cell wall simultaneously. The presence of protein bodies, a common feature of seeds of the Leguminosae, was not observed, indicating that seedlings probably establish nitrogen assimilation very quickly through the newly formed roots instead of using a storage mobilization system for this reserve type. In seeds of M. Acaciifolium starch and xyloglucan correspond to 21,6% of the quiescent seed mass. At the beginning of germination, some starch is degraded with a concomitant increase in storage xyloglucan so that the yields of the two polymers become equal. From 10 to 14 days after imbibition (DAI), all starch is mobilized to support root and stem growth. From 20 DAI, xyloglucan is completely degraded without changes in its structure and with transient accumulation of galactose, glucose, xylose and starch. The products of degradation of storage xyloglucan lead to the production of leaves and photosynthesis establishment. The observations made in this work suggest that M. Acaciifolium show unique mechanisms of adaptation to the inundation pulses in the Amazon during the germination and seedlings establishment
 
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Rayane_Tasso_COMP.pdf (1.79 Mbytes)
Publishing Date
2014-09-04
 
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