Aspectos moleculares, bioquímicos e anatômicos da tolerância à dessecação em sementes de Peltophorum dubium (Spreng.) Taub

Abstract

Com o intuito de contornar o entrave nas pesquisas com sementes recalcitrantes, causado pela rápida perda da viabilidade destas, duas técnicas têm sido utilizadas, como modelos nos estudos da sensibilidade à dessecação. São elas o uso de sementes ortodoxas germinadas e reindução da tolerância à dessecação. Neste trabalho, eventos relacionados à perda da tolerância à dessecação, durante a germinação de sementes de Peltophorum dubium (Sprengel) Taubert, foram avaliados por meio da expressão de proteínas resistentes ao calor (PRC), enzima removedora de radicais livres catalase (CAT), quantificação de açúcares e dados de expressão gênica. Possíveis alterações na quantificação de açúcares e na expressão gênica, também, foram mensuradas quando a tolerância à dessecação foi reinduzida. Os tempos de embebição utilizados foram 0h, 39h, 57h e 72h, pré-determinados, em virtude dos resultados obtidos nos ensaios de caracterização da perda da tolerância à dessecação (TD). Já na tentativa de reinduzir a tolerância à dessecação, foram testadas diferentes combinações de protocolos, sendo considerado como mais adequada a incubação das sementes germinadas em ABA 5 μM, a 4°C, por 3 dias. Foram investigadas, também, alterações anatômicas em células do eixo embrionário de sementes embebidas e, posteriormente, submetidas à secagem, por meio da microscopia de luz. Danos por secagem foram averiguados em eixos embrionários de sementes embebidas por 72 horas e amostradas para cada um dos seguintes tratamentos: secagem a 60%, 30% e 10% de umidade. A alteração no padrão de proteínas resistentes ao calor corrobora com os resultados de perda da tolerância à dessecação, já que houve redução na expressão destas durante a embebição. Pelos resultados referentes à enzima CAT, observa-se que a intensidade da banda visualizada para o controle foi, consideravelmente, menor em relação aos demais tempos de embebição, mostrando-se constante posteriormente. Também, durante o processo germinativo, foi observado decréscimo nos valores dos açúcares rafinose, estaquiose e trealose, sugerindo uma correlação destes com a tolerância à dessecação. Contudo, nesse caso, o tratamento de reindução da tolerância à dessecação não foi capaz de alterar estes valores. Os dois genes analisados nesta pesquisa, sendo eles MEDTR4G093060_1 e MEDTR3G072000_1 (descritos para proteínas de choque térmico e para enzima removedora de radicais livres superóxido dismutase, respectivamente) não evidenciaram alterações, durante o processo germinativo, porém houve incremento significativo na expressão de ambos após o tratamento para reindução da tolerância à dessecação. Danos em membranas celulares durante a secagem foram evidentes.

To try to overcome the obstacle in research with recalcitrant seeds, caused by the rapid loss of viability of these two techniques have been used as reliable models, studies the sensitivity to desiccation. They are using germinated orthodox seeds and reinduction of desiccation tolerance. In this paper, events related to the loss of desiccation tolerance during seed germination of Peltophorum dubium were evaluated by protein heat resistant (PCRs) and catalase enzyme (CAT), quantification of sugars and gene expression data. Possible changes in sugars and quantification of gene expression were also measured when the desiccation tolerance (DT) was reinduced. The soaking times were used 0h, 39h, 57h and 72h, determined based in results obtained from tests about characterization of the loss of desiccation tolerance. Since the attempt to reinduce desiccation tolerance was tested different combinations of protocols, being considered as most appropriate incubation of seeds germinated in 5 mM ABA, at 4°C, during 3 days. Were also investigated anatomical changes in cells of the embryonic axis of seeds soaked and subsequently subjected to drying by light microscopy. Damages were checked by drying in embryonic axes from seeds imbibed for 72 h, at which time a loss is detected in DT and sampled for each of the following treatments: drying at 60%, 30% and 10% moisture. Change in the pattern of PCRs corroborates the results of loss of desiccation tolerance, since there was a reduction in the expression of these during soaking. The results concerning the CAT enzyme show that the intensity of the band visualized in the control (0 h) was considerably reduced compared to the other times soaking, showing constant thereafter. Also during the germination process a decrease in the amounts of sugars raffinose, stachyose and trehalose was observed, suggesting a correlation to desiccation tolerance. However, in this case, the processing of reinduction of desiccation tolerance was not able to alter these values. Two genes analyzed in this study , namely Medtr_v1_026081 and Medtr_v1_017781 (described for heat shock proteins and the free radical remover enzyme superoxide dismutase, respectively) showed no changes during the germination process , however there was a significant increase in expression of both after treatment for reinduction of desiccation tolerance, thus indicating that moderate stress can trigger such mechanisms in seed germination and that these genes may be involved in the mechanisms of acquisition of desiccation tolerance. Damage to cell membranes during drying were evident.