Marcadores da tolerância à dessecação de sementes de cafeeiro

Abstract

A sensibilidade à dessecação em sementes é um grande obstáculo para conservação da biodiversidade das espécies. A presente pesquisa foi desenvolvida na Universidade Federal de Lavras (UFLA) e na Wageningen University and Research Centre (WUR), Laboratory of Plant Physiology, com o objetivo de detectar modificações fisiológicas, celulares e moleculares em sementes de cafeeiro colhidas em diferentes estádios de desenvolvimento e secadas a diferentes teores de água. Foram colhidas sementes de Coffea arabica em três estádios de desenvolvimento e de C. canephora no estádio cereja. Parte das sementes não foi submetida a secagem e parte foi secada a 30, 15, 10 e 8% de umidade. Posteriormente, as sementes foram armazenadas sob condição controlada (10oC e 50% UR) em embalagens impermeáveis. Em diferentes períodos do armazenamento, as sementes foram submetidas a determinação fisiológicas, celulares por microscopia eletrônica de varredura à baixa temperatura, determinação de açúcares específicos e moleculares por meio dos sistemas enzimáticos álcool desidrogenase (ADH), fosfatase alcalina (AKP), esterase (EST) e catalase (CAT). Foram observados diferentes tipos de danos nos diferentes estádios de maturação. Um grau de umidade crítico das sementes foi estabelecido abaixo do qual os danos passam a ser severos. A tolerância à dessecação em sementes de C. arabica está em função do estádio de desenvolvimento das sementes, sendo que estas colhidas no estádio verde apresentam maior sensibilidade à perda de seu teor de água. Sementes de C. canephora apresentam-se intolerantes à dessecação. Para ambas as espécies de cafeeiro, após o armazenamento, as sementes secadas a 30% de umidade apresentam maior germinação e vigor e reduzidos danos causados pela perda do teor de água das sementes. Padrões eletroforéticos das enzimas esterase e catalase variam em função do estádio de desenvolvimento das sementes de cafeeiro e do nível de tolerância à dessecação. Acréscimo no conteúdo de glicose e sacarose está associado com proteção de sementes de cafeeiro contra danos de secagem e a aquisição da tolerância à dessecação. Análise ultraestrutural apresenta coalescência de corpos de lipídios, presenças de cristais nos espaços intercelulares, ruptura dos sistemas de membranas associadas a danos de secagem.

The sensibility to desiccation in seeds is a big obstacle in the preservation of the biodiversity of species. The present research was performed at the Universidade Federal de Lavras (UFLA) and at the Wageningen University and Research Centre (WUR), Laboratory of Plant Physiology, aiming to detect physiological, cell and molecular changes in coffee seeds harvested in different stages of development and dried at different moisture contents. Coffea arabica seeds were harvested in tree different stages of development and seeds of C. canephora, at the reddish stage. Part of the seeds was dried to 30, 15, 10 and 8% moisture contents. Subsequently seeds were stored under controlled conditions (10°C and 50% RH) in sealed container. Seeds were undertaken in different storage periods to the following determinations: physiologic, cellular at scanning microscopy under low temperature and molecular by looking at specific sugars and enzyme eletrophorertic (alcohol desidrogenase (ADH), alkaline phosphatase (AKP), esterase (EST) and catalase (CAT)). Different types of damages were observed in the different stage of seed development. A minimum critical level of moisture content of seed was established below which damages are severe. The desiccation tolerance in Coffea arabica seeds depends on the seed development stage; seeds harvested at green stage present the highest sensibility in terms of water loss. Seeds of Coffea canephora present intolerance to desiccation. For both species of coffee following storage, the seeds dried at 30oC present the highest germination and vigour values and reduced damages caused by water losses. Electrophoretic patterns of esterase and catalase vary according with stage of seed development and to the level of desiccation tolerance. Increases in glucose and sucrose contents are associated with protection mechanisms in coffee seeds against damages by drying and acquisition of desiccation tolerance. Ultrastructural analysis revealed coalescence of lipids bodies, presence of crystals at intercellular spaces, membrane breakdown associated with to drying damages.