Dormência em tecidos vegetaisDormência em tecidos vegetaisDormência em tecidos vegetaisDormência em tecidos vegetais
permite a sobrevivência:permite a sobrevivência:permite a sobrevivência:permite a sobrevivência:• extremos de temperaturaextremos de temperaturaextremos de temperaturaextremos de temperatura• falta de águafalta de águafalta de águafalta de água
Dormência: baixa atividade metabólicaDormência: baixa atividade metabólicaDormência: baixa atividade metabólicaDormência: baixa atividade metabólica
estágio estágio estágio estágio reprodutivoreprodutivoreprodutivoreprodutivo
estágio estágio estágio estágio vegetativovegetativovegetativovegetativo
Desenvolvimento da sementeDesenvolvimento da sementeDesenvolvimento da sementeDesenvolvimento da semente
fases:fases:fases:fases:• divisão celular divisão celular divisão celular divisão celular ––––
embriogêneseembriogêneseembriogêneseembriogênese
• acúmulo de reservasacúmulo de reservasacúmulo de reservasacúmulo de reservas
• desidratação com perda desidratação com perda desidratação com perda desidratação com perda
de até 90% de sua água de até 90% de sua água de até 90% de sua água de até 90% de sua água ––––
entrada no estado de entrada no estado de entrada no estado de entrada no estado de
baixa atividade baixa atividade baixa atividade baixa atividade
fase cordiformefase de globular
zigoto
baixa atividade baixa atividade baixa atividade baixa atividade
metabólica (quiescência)metabólica (quiescência)metabólica (quiescência)metabólica (quiescência)fase de torpedo embrião madurofase de bengala
Todas as sementes Todas as sementes Todas as sementes Todas as sementes entram em estado de entram em estado de entram em estado de entram em estado de
quiescência.quiescência.quiescência.quiescência.
QuiescênciaQuiescênciaQuiescênciaQuiescência
Quiescência: estado fisiológico de baixa atividade metabólicaQuiescência: estado fisiológico de baixa atividade metabólicaQuiescência: estado fisiológico de baixa atividade metabólicaQuiescência: estado fisiológico de baixa atividade metabólicacaracterizado pelo baixo conteúdo de água nos tecidos.caracterizado pelo baixo conteúdo de água nos tecidos.caracterizado pelo baixo conteúdo de água nos tecidos.caracterizado pelo baixo conteúdo de água nos tecidos.
conteúdo médio de água de tecidos:conteúdo médio de água de tecidos:conteúdo médio de água de tecidos:conteúdo médio de água de tecidos:vegetativo: 90%vegetativo: 90%vegetativo: 90%vegetativo: 90%sementes: 10%sementes: 10%sementes: 10%sementes: 10%
Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em Sementes quiescentes germinam em condições favoráreis (hidratação, condições favoráreis (hidratação, condições favoráreis (hidratação, condições favoráreis (hidratação,
aeração e temperatura).aeração e temperatura).aeração e temperatura).aeração e temperatura).
A desidratação é necessária para manter a viabilidade A desidratação é necessária para manter a viabilidade A desidratação é necessária para manter a viabilidade A desidratação é necessária para manter a viabilidade dos tecidos por longos períodos até que as condições dos tecidos por longos períodos até que as condições dos tecidos por longos períodos até que as condições dos tecidos por longos períodos até que as condições
ambientais favoreçam a germinação.ambientais favoreçam a germinação.ambientais favoreçam a germinação.ambientais favoreçam a germinação.
Sementes de diferentes espécies diferem quanto a Sementes de diferentes espécies diferem quanto a Sementes de diferentes espécies diferem quanto a Sementes de diferentes espécies diferem quanto a possibilidade de armazenamento.possibilidade de armazenamento.possibilidade de armazenamento.possibilidade de armazenamento.
sementessementessementessementesortodoxasortodoxasortodoxasortodoxas
sementessementessementessementesrecalcitrantesrecalcitrantesrecalcitrantesrecalcitrantes
550anos
Heveabrasiliensis
grau de hidrataçãograu de hidrataçãograu de hidrataçãograu de hidrataçãotempo de armazenagemtempo de armazenagemtempo de armazenagemtempo de armazenagem
Cannacompacta
Theobromacacao
viabilidade longaviabilidade longaviabilidade longaviabilidade longaviabilidade curtaviabilidade curtaviabilidade curtaviabilidade curta
SementesSementesSementesSementesaaaa germinaçãogerminaçãogerminaçãogerminação podepodepodepode serserserser definidadefinidadefinidadefinida comocomocomocomo aaaa retomadaretomadaretomadaretomada dododododesenvolvimentodesenvolvimentodesenvolvimentodesenvolvimento dodododo embrião,embrião,embrião,embrião, sendosendosendosendo quequequeque paraparaparapara quequequeque istoistoistoisto háháháhánecessidadenecessidadenecessidadenecessidade dededede aumentoaumentoaumentoaumento dadadada atividadeatividadeatividadeatividade metabólicametabólicametabólicametabólica nanananasementesementesementesemente
Etapas da germinação:Etapas da germinação:Etapas da germinação:Etapas da germinação:•absorção de águaabsorção de águaabsorção de águaabsorção de água•expansão do embriãoexpansão do embriãoexpansão do embriãoexpansão do embrião•alongamento e ruptura do envoltório da sementealongamento e ruptura do envoltório da sementealongamento e ruptura do envoltório da sementealongamento e ruptura do envoltório da semente
manutenção da baixa atividade metabólica é manutenção da baixa atividade metabólica é manutenção da baixa atividade metabólica é manutenção da baixa atividade metabólica é essencial para: essencial para: essencial para: essencial para:
• a qualidade do alimentoa qualidade do alimentoa qualidade do alimentoa qualidade do alimento• o plantio na próxima estaçãoo plantio na próxima estaçãoo plantio na próxima estaçãoo plantio na próxima estação• a manutenção de estoques reguladores a manutenção de estoques reguladores a manutenção de estoques reguladores a manutenção de estoques reguladores • a manutenção de bancos de germoplasmaa manutenção de bancos de germoplasmaa manutenção de bancos de germoplasmaa manutenção de bancos de germoplasma alimento!alimento!alimento!alimento!
sementes recalcitrantes:sementes recalcitrantes:sementes recalcitrantes:sementes recalcitrantes:• sempre sensíveis à dessecaçãosempre sensíveis à dessecaçãosempre sensíveis à dessecaçãosempre sensíveis à dessecação• viabilidade de dias a meses (até dois anos, espécies temperadas)viabilidade de dias a meses (até dois anos, espécies temperadas)viabilidade de dias a meses (até dois anos, espécies temperadas)viabilidade de dias a meses (até dois anos, espécies temperadas)• frequência de espécies muito mais comum nos trópicosfrequência de espécies muito mais comum nos trópicosfrequência de espécies muito mais comum nos trópicosfrequência de espécies muito mais comum nos trópicos• metabolicamente ativas quando liberadas da “planta mãe”metabolicamente ativas quando liberadas da “planta mãe”metabolicamente ativas quando liberadas da “planta mãe”metabolicamente ativas quando liberadas da “planta mãe”
sementes ortodoxas:sementes ortodoxas:sementes ortodoxas:sementes ortodoxas:• resistentes a dessecaçãoresistentes a dessecaçãoresistentes a dessecaçãoresistentes a dessecação• viabilidade de anos (mais antiga 550 anos, viabilidade de anos (mais antiga 550 anos, viabilidade de anos (mais antiga 550 anos, viabilidade de anos (mais antiga 550 anos, Canna compactaCanna compactaCanna compactaCanna compacta))))
SementesSementesSementesSementes
espécies com sementes recalcitrantes espécies com sementes recalcitrantes espécies com sementes recalcitrantes espécies com sementes recalcitrantes são comunssão comunssão comunssão comuns
característica:característica:característica:característica:razão baixa entre área do envoltório e a massa razão baixa entre área do envoltório e a massa razão baixa entre área do envoltório e a massa razão baixa entre área do envoltório e a massa da sementeda sementeda sementeda semente
alterações nas característica físicas e metabólicas da alterações nas característica físicas e metabólicas da alterações nas característica físicas e metabólicas da alterações nas característica físicas e metabólicas da célula estão envolvidas na resistência à dessecaçãocélula estão envolvidas na resistência à dessecaçãocélula estão envolvidas na resistência à dessecaçãocélula estão envolvidas na resistência à dessecação
1.1.1.1. minimização do tamanho do vacúolominimização do tamanho do vacúolominimização do tamanho do vacúolominimização do tamanho do vacúolo2.2.2.2. bloqueio da divisão celularbloqueio da divisão celularbloqueio da divisão celularbloqueio da divisão celular3.3.3.3. desaceleração do metabolismodesaceleração do metabolismodesaceleração do metabolismodesaceleração do metabolismo4.4.4.4. proteção da integridade do DNAproteção da integridade do DNAproteção da integridade do DNAproteção da integridade do DNA5.5.5.5. desmantelamento ordenado do citoesqueleto (microtúbulos)desmantelamento ordenado do citoesqueleto (microtúbulos)desmantelamento ordenado do citoesqueleto (microtúbulos)desmantelamento ordenado do citoesqueleto (microtúbulos)6.6.6.6. proteção contra espécies reativas de oxigênioproteção contra espécies reativas de oxigênioproteção contra espécies reativas de oxigênioproteção contra espécies reativas de oxigênio7.7.7.7. acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic 7.7.7.7. acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic acúmulo de proteínas hidrofílicas específicas: LEA (late embryogenic
accumulating)accumulating)accumulating)accumulating)• estabilização de proteínasestabilização de proteínasestabilização de proteínasestabilização de proteínas• criação de camada de hidratação envolta de estruturas celularescriação de camada de hidratação envolta de estruturas celularescriação de camada de hidratação envolta de estruturas celularescriação de camada de hidratação envolta de estruturas celulares
8.8.8.8. acúmulo de solutos compatíveisacúmulo de solutos compatíveisacúmulo de solutos compatíveisacúmulo de solutos compatíveis
Definição: Definição: Definição: Definição: bloqueio da germinação apesar de condições ambientais bloqueio da germinação apesar de condições ambientais bloqueio da germinação apesar de condições ambientais bloqueio da germinação apesar de condições ambientais favoráveis para a sua germinaçãofavoráveis para a sua germinaçãofavoráveis para a sua germinaçãofavoráveis para a sua germinação
Vantagens adaptativas:Vantagens adaptativas:Vantagens adaptativas:Vantagens adaptativas:aumento da dispersão aumento da dispersão aumento da dispersão aumento da dispersão aumento do número de indivíduos das próximas geraçõesaumento do número de indivíduos das próximas geraçõesaumento do número de indivíduos das próximas geraçõesaumento do número de indivíduos das próximas gerações
características da semente determinam as características da semente determinam as características da semente determinam as características da semente determinam as
Dormência de sementesDormência de sementesDormência de sementesDormência de sementes
características da semente determinam as características da semente determinam as características da semente determinam as características da semente determinam as condições necessárias para a sua germinaçãocondições necessárias para a sua germinaçãocondições necessárias para a sua germinaçãocondições necessárias para a sua germinação
Tipos de dormência:Tipos de dormência:Tipos de dormência:Tipos de dormência:
primáriaprimáriaprimáriaprimária –––– sementes liberadas em estado de dormênciasementes liberadas em estado de dormênciasementes liberadas em estado de dormênciasementes liberadas em estado de dormência
secundáriasecundáriasecundáriasecundária –––– sementes liberadas em estado de quiescência, sementes liberadas em estado de quiescência, sementes liberadas em estado de quiescência, sementes liberadas em estado de quiescência, tornadotornadotornadotornado----se dormentes quando expostas a condições se dormentes quando expostas a condições se dormentes quando expostas a condições se dormentes quando expostas a condições ambientais específicasambientais específicasambientais específicasambientais específicas
Tipos de Dormência em Sementes:Tipos de Dormência em Sementes:Tipos de Dormência em Sementes:Tipos de Dormência em Sementes:
FISIOLÓGICA* FISIOLÓGICA* FISIOLÓGICA* FISIOLÓGICA* ––––leve leve leve leve –––– quebra de dormência por GAquebra de dormência por GAquebra de dormência por GAquebra de dormência por GA
embrião se desenvolve normalmente quando isoladoembrião se desenvolve normalmente quando isoladoembrião se desenvolve normalmente quando isoladoembrião se desenvolve normalmente quando isoladoprofunda profunda profunda profunda –––– não há quebra de dormência com GAnão há quebra de dormência com GAnão há quebra de dormência com GAnão há quebra de dormência com GA
embrião não se desenvolve quando isoladoembrião não se desenvolve quando isoladoembrião não se desenvolve quando isoladoembrião não se desenvolve quando isoladoMORFOLÓGICA MORFOLÓGICA MORFOLÓGICA MORFOLÓGICA –––– embrião imaturo (ex: aipo)embrião imaturo (ex: aipo)embrião imaturo (ex: aipo)embrião imaturo (ex: aipo)FÍSICA FÍSICA FÍSICA FÍSICA –––– camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de
Existe uma grande diversidade de mecanismos para a quebra Existe uma grande diversidade de mecanismos para a quebra Existe uma grande diversidade de mecanismos para a quebra Existe uma grande diversidade de mecanismos para a quebra de dormência que evoluíram de acordo com a diversidade do de dormência que evoluíram de acordo com a diversidade do de dormência que evoluíram de acordo com a diversidade do de dormência que evoluíram de acordo com a diversidade do habitat das espécies.habitat das espécies.habitat das espécies.habitat das espécies.
****
FÍSICA FÍSICA FÍSICA FÍSICA –––– camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de camadas impermeabilizantes controlam a absorção de água/gaseságua/gaseságua/gaseságua/gasesprodução/retenção de inibidoresprodução/retenção de inibidoresprodução/retenção de inibidoresprodução/retenção de inibidores
MISTA MISTA MISTA MISTA –––– pode haver combinação ente dormência fisiológica e físicapode haver combinação ente dormência fisiológica e físicapode haver combinação ente dormência fisiológica e físicapode haver combinação ente dormência fisiológica e física
*Nikolaeva, Seed Science Res., 2004, Baskin, 2004*Nikolaeva, Seed Science Res., 2004, Baskin, 2004*Nikolaeva, Seed Science Res., 2004, Baskin, 2004*Nikolaeva, Seed Science Res., 2004, Baskin, 2004
há necessidade de há necessidade de há necessidade de há necessidade de quebra de quebra de quebra de quebra de dormência de dormência de dormência de dormência de sementes de várias sementes de várias sementes de várias sementes de várias espécies de espécies de espécies de espécies de interesse interesse interesse interesse agronômico. agronômico. agronômico. agronômico.
****
********
****
Dormência:Dormência:Dormência:Dormência:
envoltórioenvoltórioenvoltórioenvoltório
prevenção da absorção de águaprevenção da absorção de águaprevenção da absorção de águaprevenção da absorção de águaprevenção de trocas gasosasprevenção de trocas gasosasprevenção de trocas gasosasprevenção de trocas gasosasprevenção da expansão celularprevenção da expansão celularprevenção da expansão celularprevenção da expansão celularretenção de inibidoresretenção de inibidoresretenção de inibidoresretenção de inibidoresprodução de inibidoresprodução de inibidoresprodução de inibidoresprodução de inibidores
necessidade de maturação do embriãonecessidade de maturação do embriãonecessidade de maturação do embriãonecessidade de maturação do embriãoprodução de inibidoresprodução de inibidoresprodução de inibidoresprodução de inibidores
embriãoembriãoembriãoembrião
Fatores que podem induzir a quebra da dormência:Fatores que podem induzir a quebra da dormência:Fatores que podem induzir a quebra da dormência:Fatores que podem induzir a quebra da dormência:• afterripeningafterripeningafterripeningafterripening• temperaturatemperaturatemperaturatemperatura• luzluzluzluz• nitratonitratonitratonitrato• sinais químicos (hormônios, terpenos)sinais químicos (hormônios, terpenos)sinais químicos (hormônios, terpenos)sinais químicos (hormônios, terpenos)
Quebra de dormência por luz:Quebra de dormência por luz:Quebra de dormência por luz:Quebra de dormência por luz:
Sementes pequenas, na ausência de luz, permanecem Sementes pequenas, na ausência de luz, permanecem Sementes pequenas, na ausência de luz, permanecem Sementes pequenas, na ausência de luz, permanecem frequentemente dormentes, mesmo quando hidratadas.frequentemente dormentes, mesmo quando hidratadas.frequentemente dormentes, mesmo quando hidratadas.frequentemente dormentes, mesmo quando hidratadas.
efeito do efeito do efeito do efeito do sombreamento sombreamento sombreamento sombreamento sobre o espectro sobre o espectro sobre o espectro sobre o espectro luminoso: não há luminoso: não há luminoso: não há luminoso: não há passagem de Ppassagem de Ppassagem de Ppassagem de PRRRR
espectro de espectro de espectro de espectro de absorção do absorção do absorção do absorção do fitocromofitocromofitocromofitocromo
Fitocromo Fitocromo Fitocromo Fitocromo –––– pigmento azul pigmento azul pigmento azul pigmento azul proteícoproteícoproteícoproteíco
a indução da germinação a indução da germinação a indução da germinação a indução da germinação nestas sementes é mediada nestas sementes é mediada nestas sementes é mediada nestas sementes é mediada
pelo fitocromopelo fitocromopelo fitocromopelo fitocromo
http://www.nsf.gov/news/newsletter/dec_05/index.jsphttp://www.nsf.gov/news/newsletter/dec_05/index.jsphttp://www.nsf.gov/news/newsletter/dec_05/index.jsphttp://www.nsf.gov/news/newsletter/dec_05/index.jsphttp://www.steve.gb.com/science/photomorphogenesis.htmlhttp://www.steve.gb.com/science/photomorphogenesis.htmlhttp://www.steve.gb.com/science/photomorphogenesis.htmlhttp://www.steve.gb.com/science/photomorphogenesis.html
fitocromofitocromofitocromofitocromo
PPPPFRFRFRFR PPPPRRRRluz vermelhaluz vermelhaluz vermelhaluz vermelha
luz vermelha luz vermelha luz vermelha luz vermelha ---- escuraescuraescuraescuraefeito do efeito do efeito do efeito do enterramento enterramento enterramento enterramento sobre a percepção sobre a percepção sobre a percepção sobre a percepção de luzde luzde luzde luz
Dormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alface
sementes de alface sementes de alface sementes de alface sementes de alface requerem temperaturas requerem temperaturas requerem temperaturas requerem temperaturas baixas e luz para a sua baixas e luz para a sua baixas e luz para a sua baixas e luz para a sua germinação uniforme.germinação uniforme.germinação uniforme.germinação uniforme.
sementes quiescentessementes quiescentessementes quiescentessementes quiescentes
pericarpopericarpopericarpopericarpo
endospermaendospermaendospermaendosperma
embriãoembriãoembriãoembrião
• o endosperma causa a o endosperma causa a o endosperma causa a o endosperma causa a dependência da germinação da luz dependência da germinação da luz dependência da germinação da luz dependência da germinação da luz e temperatura pois, quando e temperatura pois, quando e temperatura pois, quando e temperatura pois, quando removido, o embrião sempre se removido, o embrião sempre se removido, o embrião sempre se removido, o embrião sempre se desenvolve. desenvolve. desenvolve. desenvolve.
• a dependência difere entre a dependência difere entre a dependência difere entre a dependência difere entre sementes de um lote e entre as sementes de um lote e entre as sementes de um lote e entre as sementes de um lote e entre as diferentes variedades de alfacediferentes variedades de alfacediferentes variedades de alfacediferentes variedades de alface
http://www.seedquest.com/vegetables/lettuce/expo/seeddynamics/whyprimeseed.htm
priming: condicionamento fisiológico de priming: condicionamento fisiológico de priming: condicionamento fisiológico de priming: condicionamento fisiológico de sementes com água (processo sementes com água (processo sementes com água (processo sementes com água (processo patenteado).patenteado).patenteado).patenteado).
temperaturatemperaturatemperaturatemperatura
sem condicionamento sem condicionamento sem condicionamento sem condicionamento fisiológicofisiológicofisiológicofisiológico
com condicionamento com condicionamento com condicionamento com condicionamento fisiológicofisiológicofisiológicofisiológico
Dormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alfaceDormência em sementes de alface
houve germinação houve germinação houve germinação houve germinação
indução de dormênciaindução de dormênciaindução de dormênciaindução de dormência duradoura, caso as sementes duradoura, caso as sementes duradoura, caso as sementes duradoura, caso as sementes permaneçam nestas condições por um longo tempo permaneçam nestas condições por um longo tempo permaneçam nestas condições por um longo tempo permaneçam nestas condições por um longo tempo não haverá germinação mesmo quando as sementes não haverá germinação mesmo quando as sementes não haverá germinação mesmo quando as sementes não haverá germinação mesmo quando as sementes forem incubadas a 72 forem incubadas a 72 forem incubadas a 72 forem incubadas a 72 ooooF na luz!F na luz!F na luz!F na luz!
luzluzluzluz
temperaturatemperaturatemperaturatemperaturauniforme apesar da uniforme apesar da uniforme apesar da uniforme apesar da alta temperatura e alta temperatura e alta temperatura e alta temperatura e da ausência de luzda ausência de luzda ausência de luzda ausência de luz
Efeitos de ABA e GA sobre a dormênciaEfeitos de ABA e GA sobre a dormênciaEfeitos de ABA e GA sobre a dormênciaEfeitos de ABA e GA sobre a dormência
induçãoinduçãoinduçãoinduçãoinibiçãoinibiçãoinibiçãoinibição
• GA promove a indução de GA promove a indução de GA promove a indução de GA promove a indução de
germinação limitada pelo germinação limitada pelo germinação limitada pelo germinação limitada pelo endosperma (física)endosperma (física)endosperma (física)endosperma (física)
http://www.seedbiology.de/weakening.asp
semente de tabacosemente de tabacosemente de tabacosemente de tabaco
• GA promove a indução de GA promove a indução de GA promove a indução de GA promove a indução de hidrolases da parede celular e hidrolases da parede celular e hidrolases da parede celular e hidrolases da parede celular e com isto o enfraquecimento do com isto o enfraquecimento do com isto o enfraquecimento do com isto o enfraquecimento do endosperma e a sua ruptura pela endosperma e a sua ruptura pela endosperma e a sua ruptura pela endosperma e a sua ruptura pela radícula. ABA tem o efeito radícula. ABA tem o efeito radícula. ABA tem o efeito radícula. ABA tem o efeito inverso.inverso.inverso.inverso.
• GA prove o crescimento do GA prove o crescimento do GA prove o crescimento do GA prove o crescimento do embrião e ABA tem o efeito embrião e ABA tem o efeito embrião e ABA tem o efeito embrião e ABA tem o efeito inverso.inverso.inverso.inverso.
Modelo de regulação da dormência e da germinação:Modelo de regulação da dormência e da germinação:Modelo de regulação da dormência e da germinação:Modelo de regulação da dormência e da germinação:
biossíntese/catabolismobiossíntese/catabolismobiossíntese/catabolismobiossíntese/catabolismo
fatores ambientais fatores ambientais fatores ambientais fatores ambientais afetam a [ABA]/[GA]afetam a [ABA]/[GA]afetam a [ABA]/[GA]afetam a [ABA]/[GA]
dormência dormência dormência dormência
Finch-Savage, New Phytologist, 2006, 171:501
sensibilidadesensibilidadesensibilidadesensibilidade
a sensibilidade da a sensibilidade da a sensibilidade da a sensibilidade da semente a fatores semente a fatores semente a fatores semente a fatores ambientais ambientais ambientais ambientais favoráveis é afetada favoráveis é afetada favoráveis é afetada favoráveis é afetada pela [ABA]/[GA]pela [ABA]/[GA]pela [ABA]/[GA]pela [ABA]/[GA]
dormência dormência dormência dormência profundaprofundaprofundaprofunda
Adaptações a ambientes áridos:Adaptações a ambientes áridos:Adaptações a ambientes áridos:Adaptações a ambientes áridos:• morfológicasmorfológicasmorfológicasmorfológicas• anatômicasanatômicasanatômicasanatômicas• fisiológicasfisiológicasfisiológicasfisiológicas• bioquímicasbioquímicasbioquímicasbioquímicas
Dormência no estágio vegetativoDormência no estágio vegetativoDormência no estágio vegetativoDormência no estágio vegetativo
anatomia de kranzanatomia de kranzanatomia de kranzanatomia de kranz
CAMCAMCAMCAM
Plantas têm a capacidade de tolerar a dessecação em pelo Plantas têm a capacidade de tolerar a dessecação em pelo Plantas têm a capacidade de tolerar a dessecação em pelo Plantas têm a capacidade de tolerar a dessecação em pelo menos um estágio do seu ciclo de vida menos um estágio do seu ciclo de vida menos um estágio do seu ciclo de vida menos um estágio do seu ciclo de vida
(ex: sementes, polém, esporos).(ex: sementes, polém, esporos).(ex: sementes, polém, esporos).(ex: sementes, polém, esporos).
Tolerância a dessecação de tecidos como folhas e Tolerância a dessecação de tecidos como folhas e Tolerância a dessecação de tecidos como folhas e Tolerância a dessecação de tecidos como folhas e raízes é rara no reino vegetal!raízes é rara no reino vegetal!raízes é rara no reino vegetal!raízes é rara no reino vegetal!
Apesar de rara, é encontrada em espécies não Apesar de rara, é encontrada em espécies não Apesar de rara, é encontrada em espécies não Apesar de rara, é encontrada em espécies não relacionadas filogeneticamente.relacionadas filogeneticamente.relacionadas filogeneticamente.relacionadas filogeneticamente.
estômatos de estômatos de estômatos de estômatos de NeriumNeriumNeriumNerium
Iniciam ou cessam, de acordo com o seu grau de hidratação:Iniciam ou cessam, de acordo com o seu grau de hidratação:Iniciam ou cessam, de acordo com o seu grau de hidratação:Iniciam ou cessam, de acordo com o seu grau de hidratação:• crescimentocrescimentocrescimentocrescimento• metabolismo metabolismo metabolismo metabolismo • ciclo de vidaciclo de vidaciclo de vidaciclo de vida
Habilidade de se recuperar após perda extrema de água:Habilidade de se recuperar após perda extrema de água:Habilidade de se recuperar após perda extrema de água:Habilidade de se recuperar após perda extrema de água:• comum em líquens e briófitas (comum em líquens e briófitas (comum em líquens e briófitas (comum em líquens e briófitas (BryophytaBryophytaBryophytaBryophyta e e e e HepatophytaHepatophytaHepatophytaHepatophyta) e licófitas) e licófitas) e licófitas) e licófitas• não ocorre em gimnospermasnão ocorre em gimnospermasnão ocorre em gimnospermasnão ocorre em gimnospermas• raro em angiospermasraro em angiospermasraro em angiospermasraro em angiospermas
Estratégias de sobrevivência:Estratégias de sobrevivência:Estratégias de sobrevivência:Estratégias de sobrevivência:• reparo dos danos durante a rehidratação (briófitas)reparo dos danos durante a rehidratação (briófitas)reparo dos danos durante a rehidratação (briófitas)reparo dos danos durante a rehidratação (briófitas)• minimização dos danos da dessecação (licofitas e angiospermas)minimização dos danos da dessecação (licofitas e angiospermas)minimização dos danos da dessecação (licofitas e angiospermas)minimização dos danos da dessecação (licofitas e angiospermas)
Bohnert, 200, Genome Biology1(2):reviews1010.1Bohnert, 200, Genome Biology1(2):reviews1010.1Bohnert, 200, Genome Biology1(2):reviews1010.1Bohnert, 200, Genome Biology1(2):reviews1010.1----1010.41010.41010.41010.4
“Glassy state” (estado sólido, sem “Glassy state” (estado sólido, sem “Glassy state” (estado sólido, sem “Glassy state” (estado sólido, sem
Fatores de estabilização da estrutura celular:Fatores de estabilização da estrutura celular:Fatores de estabilização da estrutura celular:Fatores de estabilização da estrutura celular:• reposição de água: moléculas hidrofílicas fornecem proteção reposição de água: moléculas hidrofílicas fornecem proteção reposição de água: moléculas hidrofílicas fornecem proteção reposição de água: moléculas hidrofílicas fornecem proteção
interagindo diretamente com macromoléculas por pontes de H.interagindo diretamente com macromoléculas por pontes de H.interagindo diretamente com macromoléculas por pontes de H.interagindo diretamente com macromoléculas por pontes de H.• formação do “glassy state”: açúcares não redutores e proteínas formação do “glassy state”: açúcares não redutores e proteínas formação do “glassy state”: açúcares não redutores e proteínas formação do “glassy state”: açúcares não redutores e proteínas
hidrofílicas imobilizam membranas e macromoléculas no hidrofílicas imobilizam membranas e macromoléculas no hidrofílicas imobilizam membranas e macromoléculas no hidrofílicas imobilizam membranas e macromoléculas no citoplasma (proteção contra a desnaturação, coagulação e citoplasma (proteção contra a desnaturação, coagulação e citoplasma (proteção contra a desnaturação, coagulação e citoplasma (proteção contra a desnaturação, coagulação e desintegração).desintegração).desintegração).desintegração).
FATORES COMUNS A FATORES COMUNS A FATORES COMUNS A FATORES COMUNS A TODOS OS TODOS OS TODOS OS TODOS OS formação de cristal):formação de cristal):formação de cristal):formação de cristal):
velocidade de difusão:velocidade de difusão:velocidade de difusão:velocidade de difusão:água: 10 m/ságua: 10 m/ságua: 10 m/ságua: 10 m/s“glassy state”: 30 “glassy state”: 30 “glassy state”: 30 “glassy state”: 30 µµµµm/100 anosm/100 anosm/100 anosm/100 anos
TODOS OS TODOS OS TODOS OS TODOS OS ORGANISMOS COM ORGANISMOS COM ORGANISMOS COM ORGANISMOS COM
TOLERÂNCIA À TOLERÂNCIA À TOLERÂNCIA À TOLERÂNCIA À DESIDRATAÇÃODESIDRATAÇÃODESIDRATAÇÃODESIDRATAÇÃO
conteúdo de sacaroseconteúdo de sacaroseconteúdo de sacaroseconteúdo de sacarosehidratadahidratadahidratadahidratada desidratadadesidratadadesidratadadesidratada
C. plantagineumC. plantagineumC. plantagineumC. plantagineum 73737373 2000200020002000R. nathaliaeR. nathaliaeR. nathaliaeR. nathaliae 58585858 294294294294S. pyramidalisS. pyramidalisS. pyramidalisS. pyramidalis 466466466466 36363636
Scott, 2000, Annals of Bot, 85:159Scott, 2000, Annals of Bot, 85:159Scott, 2000, Annals of Bot, 85:159Scott, 2000, Annals of Bot, 85:159
resistentes à dessecaçãoresistentes à dessecaçãoresistentes à dessecaçãoresistentes à dessecação
não resistentenão resistentenão resistentenão resistente
Filo Bryohyta
briófita xerofítica
Schistidium apocarpum (Hedw.)
• avascular• sem sistema radicular• sem maiores proteções contra a dessecação
Hidratação também mantida pela retenção de água no exterior da planta!!
desidratada hidratada (5 s após a hidratação)
Schistidium apocarpum (Hedw.)
• tolera dessecação rápida (1 h)tolera dessecação rápida (1 h)tolera dessecação rápida (1 h)tolera dessecação rápida (1 h)• expressa constitutivamente proteínas de “reparo de danos na expressa constitutivamente proteínas de “reparo de danos na expressa constitutivamente proteínas de “reparo de danos na expressa constitutivamente proteínas de “reparo de danos na
rehidratação” que ocorrem nas células.rehidratação” que ocorrem nas células.rehidratação” que ocorrem nas células.rehidratação” que ocorrem nas células.• acumula açúcares não redutores e hidrinas (proteínas altamente solúveis)acumula açúcares não redutores e hidrinas (proteínas altamente solúveis)acumula açúcares não redutores e hidrinas (proteínas altamente solúveis)acumula açúcares não redutores e hidrinas (proteínas altamente solúveis)
Selaginella lepidophylla
hidratadahidratadahidratadahidratada
deshidratadadeshidratadadeshidratadadeshidratada5555----10% do conteúdo 10% do conteúdo 10% do conteúdo 10% do conteúdo de água originalde água originalde água originalde água original
nativa de ambientes áridos do México e EUAnativa de ambientes áridos do México e EUAnativa de ambientes áridos do México e EUAnativa de ambientes áridos do México e EUA
Filo Filo Filo Filo LycophytaLycophytaLycophytaLycophyta
•vascularvascularvascularvascular•com sistema radicularcom sistema radicularcom sistema radicularcom sistema radicular•sistema de protesistema de protesistema de protesistema de proteção ão ão ão contra a dessecacontra a dessecacontra a dessecacontra a dessecaçãoãoãoão
efeitos da dessecação: efeitos da dessecação: efeitos da dessecação: efeitos da dessecação: • enrolamento do cauleenrolamento do cauleenrolamento do cauleenrolamento do caule• funções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidas
efeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:• caule se desenrolacaule se desenrolacaule se desenrolacaule se desenrola• aumenta o metabolismoaumenta o metabolismoaumenta o metabolismoaumenta o metabolismo• crescimento retomadocrescimento retomadocrescimento retomadocrescimento retomado
A dormência pode durar anos!A dormência pode durar anos!A dormência pode durar anos!A dormência pode durar anos!
Craterostigma Craterostigma Craterostigma Craterostigma plantagineumplantagineumplantagineumplantagineum
Superfilo: Superfilo: Superfilo: Superfilo: SpermatophytaSpermatophytaSpermatophytaSpermatophytaFamília: Família: Família: Família: ScrophulariaceaeScrophulariaceaeScrophulariaceaeScrophulariaceae
efeitos da dessecação:efeitos da dessecação:efeitos da dessecação:efeitos da dessecação:• enrolamento das folhas enrolamento das folhas enrolamento das folhas enrolamento das folhas • funções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidasfunções metabólicas reduzidasefeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:efeitos da rehidratação:• folhas se desenrolamfolhas se desenrolamfolhas se desenrolamfolhas se desenrolam• aumenta o metabolismoaumenta o metabolismoaumenta o metabolismoaumenta o metabolismo• crescimento retomadocrescimento retomadocrescimento retomadocrescimento retomado
Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são
•vascularvascularvascularvascular•com sistema radicularcom sistema radicularcom sistema radicularcom sistema radicular•sistema de protesistema de protesistema de protesistema de proteção ão ão ão contra a dessecacontra a dessecacontra a dessecacontra a dessecaçãoãoãoão
nativa de nativa de nativa de nativa de ambientes áridos ambientes áridos ambientes áridos ambientes áridos do sul da Áfricado sul da Áfricado sul da Áfricado sul da África
Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são Genes ativos durante a dessecação são homólogos aos ativos durante a maturação de homólogos aos ativos durante a maturação de homólogos aos ativos durante a maturação de homólogos aos ativos durante a maturação de
sementes.sementes.sementes.sementes.
24 h 24 h 24 h 24 h +H+H+H+H2222OOOO
----HHHH2222OOOO
+H+H+H+H2222OOOO
----HHHH2222OOOO----HHHH2222OOOO
produção de ABA produção de ABA produção de ABA produção de ABA pelas raízespelas raízespelas raízespelas raízes
•morte de folhas morte de folhas morte de folhas morte de folhas velhasvelhasvelhasvelhas
•desidratação das desidratação das desidratação das desidratação das folhas jovensfolhas jovensfolhas jovensfolhas jovens
•perda de clorofilaperda de clorofilaperda de clorofilaperda de clorofila• acúmulo de acúmulo de acúmulo de acúmulo de sacarosesacarosesacarosesacarose
sacarosesacarosesacarosesacarose
amidoamidoamidoamidooctuloseoctuloseoctuloseoctulose
27 dias27 dias27 dias27 dias
octuloseoctuloseoctuloseoctulose
24 h 24 h 24 h 24 h +H+H+H+H2222OOOO • folhas velhas folhas velhas folhas velhas folhas velhas desenrolamdesenrolamdesenrolamdesenrolam
•hidratação das hidratação das hidratação das hidratação das folhas jovensfolhas jovensfolhas jovensfolhas jovens
•perda de clorofilaperda de clorofilaperda de clorofilaperda de clorofila• acúmulo de acúmulo de acúmulo de acúmulo de octulose e amidooctulose e amidooctulose e amidooctulose e amido
http://ds9.botanik.uni-bonn.de/bartels/arbeitsgebiet.html
FTIR de larvas de FTIR de larvas de FTIR de larvas de FTIR de larvas de Polypedilum vanderplankisubmetidas a desidratação (3% de água) lenta e rápida.
20%20%20%20%
©2008 by National Academy of Sciences
Sakurai M. et.al. PNAS 2008;105:5093-5098
http://tittle.tistory.com/184
trehalosetrehalosetrehalosetrehalosenativa do semiárido africano nativa do semiárido africano nativa do semiárido africano nativa do semiárido africano –––– larvas vivem em pequenas poças e larvas vivem em pequenas poças e larvas vivem em pequenas poças e larvas vivem em pequenas poças e desidratam quando estas secam. Tempo de desidratação máximo desidratam quando estas secam. Tempo de desidratação máximo desidratam quando estas secam. Tempo de desidratação máximo desidratam quando estas secam. Tempo de desidratação máximo registrado sem perda de viabilidade: 17 anosregistrado sem perda de viabilidade: 17 anosregistrado sem perda de viabilidade: 17 anosregistrado sem perda de viabilidade: 17 anos
20%20%20%20%