Mecanismo e controle da germinação de sementes de Genipa americana L.

Abstract

Genipa americana pertence à família Rubiaceae, possui importância econômica para produção de alimentos, e florestal, para a recomposição de ambientes de mata ciliar, por suportar períodos de alagamento. Assim, objetivou-se estudar o mecanismo e controle da germinação de Genipa americana. Para a caracterização dos frutos e das sementes foram capturadas imagens digitais, e microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para os estudos morfo- anatômicos. As sementes foram embebidas em água ou em 100 M de ABA e o crescimento do embrião foi mensurado ao longo dos dias de embebição, por meio de um paquímetro digital. Para a determinação da força requerida para a ruptura do endosperma micropilar utilizou-se um texturômetro. A atividade da enzima endo- -mananase foi determinada através de um gel de atividade e a técnica de impressão de tecidos foi utilizada para localizar esta atividade. Para amplificar o gene de endo- -mananase foi utilizada a técnica da PCR. Os principais resultados foram que, os frutos são do tipo baga, indeiscente e com aproximadamente 105 sementes; as sementes possuem formato variado de coloração castanho-amarelada e tegumento levemente enrugado. Para as sementes embebidas em água, a protrusão da radícula teve início a partir do oitavo dia de embebição. O endosperma micropilar possui seis a oito camadas de células, com dimensões e espessura da parede celular inferiores aos do endosperma lateral. Foi observado nos embriões das sementes embebidas em água um crescimento antes da protrusão da radícula. Para as sementes completarem a germinação foi necessário o enfraquecimento do endosperma micropilar, que ocorreu em dois estágios. Foi observado um aumento da atividade da enzima endo- -mananase ao longo dos dias de embebição, que coincidiu com os dois estágios de enfraquecimento do endosperma micropilar, sendo que o primeiro estágio relacionou-se apenas com a ativividade da enzima e o segundo estágio também coincidiu com o crescimento do embrião. Tanto para sementes embebidas em água ou ABA, por meio da técnica de impressão de tecidos, foi observada a presença da enzima no endosperma micropilar e lateral, antes da protrusão da radícula, mas a atividade de endo- -mananase iniciou-se no endosperma micropilar. ABA inibiu completamente a germinação das sementes por inibir o crescimento dos embriões e o segundo estágio de enfraquecimento do endosperma micropilar, mas a atividade de endo- - mananase não foi inibida, ABA apenas causou uma redução da atividade dessa enzima. A seqüência parcial de aminoácidos de G. americana apresentou 98% de similaridade com endo- -mananase de sementes de Coffea arabica.

Genipa americana belongs to the family Rubiaceae, it possesses economic importance for food production, and forest importance for implantation of environments of riparian forest for tolerate flooding periods. So, the objective of the present work was to study the mechanism and control of germination of Genipa americana. For the characterization of fruit and seeds, digital images were captured and scanning electron microscopy was used for morphoanatomic studies. The seeds were imbibed either in water or 100 M of ABA, the embryo length was measured along the imbibition through a digital caliper. For determination force required for the embryo to puncture the micropylar endosperm a texturemeter machine was used. The activity of enzyme endo- - mannanase was determined through an activity gel and the tissue printing technique was utilized to locate this activity. To amplify endo- -mannanase gene the PCR technique was used. The main results were that, the fruits are of the berrylike type, indehiscent and with about 105 seeds, the seeds possess diverse shape, yellowish-brown in color and slightly wrinkled coat. For the seeds imbibed in water, the radicle protrusion started at 8 days of imbibition. The micropylar endosperm possesses six to eight layers of cells, with both dimensions and thickness of the cell wall inferior to those of the lateral endosperm. It was found that, the embryos of the water-imbibed seeds presented growth before radicle protrusion. For the seeds to complete germination, the weakening of the micropylar endosperm was necessary, which took place in two stages. An increase of the activity of enzyme endo- -mannanase was observed along the imbibition, which coincided with two stages of weakening of the endosperm micropylar, where the first stage releted with the activity of enzyme and the second stage coincided too with the growth of embryo. Both for seeds either water or ABA imbibed, the tissue printing technique revealed the presence of the enzyme in the micropylar endosperm and in the lateral endosperm before the radicle protrusion, but the activity of endo- -mannanase started in the endosperm micropylar. ABA inhibited totally seed germination by inhibiting the embryo growth and the second stage of weakening of the micropylar endosperm, but the activity of endo- -mannanase was not inhibited, ABA only caused a reduction of the activity of this enzyme. The partial sequence of aminoacids of G. americana presented 98% of similarity with endo- -mannanase of Coffea arabica seeds.