Caracterização morfo-anatômica, fisiológica e bioquímica do desenvolvimento de frutos e sementes de seringueira (Hevea spp.)

Abstract

Neste estudo teve-se o objetivo de avaliar as transformações morfo-anatômicas, fisiológicas e bioquímicas que ocorrem durante o desenvolvimento da semente de seringueira, caracterizar as fases do desenvolvimento dessas sementes e verificar a presença de proteínas responsáveis pela tolerância à dessecação, durante o desenvolvimento dessas sementes. O experimento foi realizado em uma planta de seringueira pé-franco, oriundo de sementes do clone RRIM 600, cultivada na área experimental do Setor de Fisiologia Vegetal do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras. Em coleta realizada no decorrer de seis meses e meio de desenvolvimento do fruto (38, 65, 95, 120, 155, 195 dias após a polinização) aproximadamente 10 frutos (30 sementes) foram coletados os frutos e realizadas as seguintes avaliações: teor de água, matéria seca e análise morfológica. Também foram quantificados amido, proteínas solúveis, açúcares e atividade enzimática da Susy e invertase nos tecidos: pericarpo do fruto, endosperma, embrião e tegumento da semente, sendo o embrião e o tegumento avaliados a partir de 120 DAP (quando foi possível sua separação da semente). Para análise de proteínas resistentes ao calor (sHSPs), foram avaliados embriões de sementes também a partir de 120 DAP. O lípideos foram quantificados na amêndoa da semente e pericarpo do fruto. As sementes de seringueira atingem seu tamanho máximo entre os três e quatro meses de desenvolvimento. A mudança da fase de divisão e expansão celular para o de armazenamento de reserva e maturação parece ocorrer próximo aos 100 DAP em sementes de seringueira. E sua maturidade fisiológica é alcançada aos 195 DAP. O acúmulo de amido e proteínas solúveis no endosperma dessas sementes ocorre, principalmente, a partir dos 95 DAP. No endosperma, há uma alta concentração de açúcares redutores no início do desenvolvimento das sementes, até 95 DAP, o qual declina com a sua maturação. A sacarose permanece em baixas concentrações no início do desenvolvimento das sementes e, a partir dos 95 DAP, eleva-se superando o teor de açúcares redutores. No embrião ocorre aumento nos teores de açúcares solúveis totais, redutores e de sacarose com o avanço do desenvolvimento das sementes de seringueira. No tegumento ocorre redução no teor de açúcares solúveis totais e redutores com o avanço do desenvolvimento das sementes e o teor de sacarose permanece inalterado. A atividade da invertase ácida aumenta no endosperma das sementes até 95 DAP, enquanto, a da SuSy permanece inalterada. A partir deste período ocorre uma inversão, com a atividade da invertase ácida declinando e a da SuSy aumentando. No embrião, a atividade da invertase ácida declina com o avanço do desenvolvimento das sementes e a atividade da invertase neutra aumenta, superando a atividade da ácida próximo dos 150 DAP. A SuSy permanece baixa durante todo o desenvolvimento do embrião. No tegumento ocorreu redução na atividade de todas as enzimas avaliadas com o avanço do desenvolvimento das sementes de seringueira. As sHSPs estão presentes nas sementes de seringueira, existindo um aumento da intensidade das bandas que correspondem a estas proteínas com o avanço do desenvolvimento das sementes.

In this study the objective was to evaluate the morpho-anatomical, physiological and biochemical transformations that occurr during the development of the rubber tree seed, to characterize the development phases of those seeds and verify the presence of proteins responsible for dessecation tolerance during their development. The experiment was carried out on a non-grafted rubber tree plant, originating from clone RRIM 600 seeds, cultivated in the experimental area of the Plant Physiology Sector of the Biology Department of the Federal University of Lavras. At collection, carried out after six and a half months of fruit development (38, 65, 95, 120, 155, 195 days after pollination), approximately 10 fruits (30 seeds) were collected and subjected to the following evaluations: water level, dry matter and morphological analysis. Also quantified were starch, soluble proteins, sugars and SuSy and invertase enzymatic activity in the tissues: fruit pericarp, endosperm, embryo and seed tegument, the embryo and the tegument being evaluated starting from 120 DAP (when separation from seed was possible). For analysis of heat resistant proteins - small Heat Shock Proteins (sHSPs), embryos of seeds were appraised, also starting from 120 DAP. The lipids were quantified in the seed kernel and fruit pericarp. The rubber tree seeds reach their maximum size between three and four months of development. The change of the division and cellular expansion phase to that of storage reservation and maturation seems to occurr close to 100 DAP in rubber tree seeds and their physiological maturity is reached at 195 DAP. The accumulation of starch and soluble proteins in the endosperm of those seeds occurrs, mainly, starting from 95 DAP. In the endosperm, there is a high concentration of reducing sugars at the beginning of seed development, until 95 DAP, which declines with their maturation. The sucrose remains at low concentrations at the beginning of the seed development and, starting from 95 DAP, rises, surpassing the reducing sugar levels. In the embryo, there occurrs an increase in the levels of total soluble sugars, reducers and sucrose with the progress of the rubber tree seed development. In the tegument, there occurrs a reduction in the levels of total soluble sugars and reducers with seed development progress and the sucrose level remains unaffected. The activity of the acid invertase increases in the endosperm of the seeds up to 95 DAP, while, that of SuSy remains unaffected. Starting from this period an inversion occurrs, with the activity of the acid invertase declining and the SuSy increasing. In the embryo, the activity of the acid invertase declines with seed development progress and the neutral invertase activity increases, surpassing the activity of the acid close to150 DAP. SuSy stays low during the whole development of the embryo. In the tegument a reduction occurrs in the activity of all of the enzymes appraised during the rubber tree seed development progress. The sHSPs are present in the rubber tree seeds, having an increase in the intensity of the bands that correspond to the proteins during the seed development progress.