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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.64.2023.tde-24042023-084203
Document
Author
Full name
Catharina Ortiz Thomazella
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Silva, Clíssia Barboza da (President)
Novembre, Ana Dionisia da Luz Coelho
Silva, Edvaldo Aparecido Amaral da
Title in Portuguese
Relação da fluorescência de clorofila com a qualidade fisiológica de sementes de soja
Keywords in Portuguese
Análise de imagens
Fotossíntese de cotilédones
Glycine max
Sensores ópticos
Vigor de sementes
Abstract in Portuguese
O uso de tecnologias de imagens para monitoramento da fluorescência de clorofila tem surgido como alternativa eficaz na avaliação de aspectos relacionados à qualidade fisiológica de sementes, contribuindo para a redução da subjetividade dos testes tradicionais e baixa reprodutibilidade entre laboratórios. Durante a germinação de sementes de soja, os cotilédones assumem papel fundamental para o desenvolvimento das plântulas, a partir da mobilização de reservas, e posteriormente, pelo seu papel fotossintetizante. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar a potencialidade de imagens de fluorescência de clorofila na germinação e estabelecimento inicial de plântulas como novo marcador da qualidade fisiológica das sementes de soja, e estabelecer possíveis relações com as diferenças observadas nos testes tradicionais. A pesquisa foi conduzida em duas etapas, utilizando sementes dos cultivares M8349IPRO e M5917IPRO. Na primeira etapa, foram estudadas cinco classes de sementes envelhecidas artificialmente para definição do momento mais adequado para análise de imagens de fluorescência de clorofila média (FCM), mínima (F0) e máxima (FM), eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (FV/FM), e índice de clorofila (CIDX). Na segunda etapa da pesquisa, sementes naturalmente envelhecidas (armazenadas por seis meses) foram avaliadas e comparadas com sementes não armazenadas para validação da técnica. Os resultados de cada etapa foram correlacionados com o teste de germinação (contagem aos cinco e oito dias), envelhecimento acelerado com solução salina saturada, condutividade elétrica, emergência, índice de velocidade de emergência e comprimento médio de plântulas, com base nos coeficientes de correlação de Spearman. As imagens captadas no quarto dia de germinação foram eficientes para distinguir classes de sementes de soja com diferentes níveis de vigor. Entretanto, a eficiência dos parâmetros FV/FM, FCM e F0 foi dependente do genótipo, enquanto que FM se mostrou adequada para identificar diferenças de vigor em ambos os cultivares, independentemente do tipo de envelhecimento. A fluorescência de clorofila foi reduzida em plântulas produzidas de sementes artificialmente e naturalmente envelhecidas, com fortes correlações com os testes tradicionais. Portanto, a técnica de imagem de fluorescência de clorofila é uma ferramenta eficiente na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de soja
Title in English
Relationship between chlorophyll fluorescence and soybean seed physiological quality
Keywords in English
Cotyledon photosynthesis
Glycine max
Image analysis
Optical sensors
Seed vigor
Abstract in English
The use of computerized techniques of image analysis based on chlorophyll fluorescence of seeds and seedlings has emerged as an effective method in the evaluation of aspects related to the physiological quality of seeds, becoming a promising alternative in overcoming the subjectivity of traditional tests, and the low reproducibility between laboratories. During the germination of soybean seeds, the cotyledons play a fundamental role for the development of the seedlings from the mobilization of reserve, and later, for their photosynthetic role. Therefore, the present study aimed to analyze the potential of chlorophyll fluorescence imaging during the germination and early establishment of seedlings as a new marker of physiological quality of soybean seeds, and to establish possible relations with differences observed on traditional tests. The research was conducted in two experimental periods using seeds of M8349IPRO and M5917IPRO cultivars. During the first period, five classes of seeds artificially aged were studied to define the most appropriate time for the analysis of images of minimal (F0), maximal (FM) and average (CFA) chlorophyll a fluorescence, maximum quantum yield of PSII (FV/FM) and chlorophyll index (CIDX). During the second research period, naturally aged seeds (six months) were analyzed and compared with non-stored seeds to technical validation. The results of each period were correlated with the results obtained in the germination test (5 and 8 days), saturated salt accelerated aging, electrical conductivity, seedling emergence, emergency speed index and seedling length based on Spearman Rank correlation coefficient. The chlorophyll fluorescence images taken on the fourth day of germination were efficient to distinguish the soybean seed classes with different vigor levels. Meanwhile, the efficiency of FV/FM, CFA and F0 was dependent of the genotype, whereas FM identified the vigor differences between seeds classes of both cultivars, independently of the aging methods. The chlorophyll fluorescence was reduced in seedlings originated from artificially and naturally aged seeds, with strong correlations with the conventional tests. Therefore, chlorophyll fluorescence imaging is an efficient method to evaluate the physiological potential of soybean seeds
 
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Publishing Date
2023-05-24
 
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