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Title in Portuguese: Aplicação de ácido ascórbico em sementes de feijão-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.] na atenuação dos efeitos do envelhecimento e do estresse salino.
Title: Application of ascorbic acid in seeds of bean-string [Vigna unguiculata (L.) Walp.] In mitigating the effects of aging and salt stress.
Author: Brilhante, Jean Carlos de Araújo
Advisor(s): Eneas Filho, Joaquim
Keywords: Fisiologia de PlantasCultivadas
Feijão-de-corda
Envelhecimento
Salinidade
Ácido ascórbico
Tolerância
Vitamina C
Estresse salino
Issue Date: 2011
Citation: BRILHANTE, J. C. A.; ENEAS FILHO, J. (2011)
Abstract in Portuguese: O objetivo principal desse trabalho foi avaliar o efeito da aplicação exógena do ácido ascórbico na redução dos danos ocasionados pelo envelhecimento e salinidade em sementes de feijão-de-corda. Foram realizados três experimentos, sendo o material vegetal utilizado como modelo nestes experimentos sementes de feijão-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.], cultivar EPACE 10, disponíveis do Banco de Germoplasma de Feijão-de-corda da UFC. No primeiro experimento foram feitos testes preliminares para obtenção da melhor metodologia de aplicação do ácido ascórbico em sementes de feijão-de-corda. As sementes foram incubadas com 0,42 e 0,85 mM de ácido ascórbico em diferentes tempos de exposição (4h, 8h e 24h) através de dois diferentes métodos: I - Embebição em papel germitest na placa de petri e II - Submersão em solução no Erlenmeyer. Após a aplicação dos tratamentos foi quantificado nas sementes o teor de ácido ascórbico (AsA) e posteriormente comparado com o teor padrão de ácido ascórbico endógeno já existente nas sementes controle (0h). Foi observado que em todos os tratamentos analisados o teor de AsA endógeno das sementes de feijão-de-corda, foi maior que o das sementes controle, que não sofreram tratamento. À medida que foi aumentando o tempo de exposição das sementes, houve um aumento crescente no teor de ácido ascórbico das sementes, com diferença estatística significativa entre os tempos de exposição analisados, sendo o mais eficiente o de 24 h. Houve diferença significativa também nas concentrações exógenas utilizadas, sendo a de 0,85 mM a mais eficiente. Houve diferença significativa entre os métodos aplicados somente na concentração de 0,85 mM. No tempo de 24 h de exposição foi verificado que, apesar do valor numérico do método II ser superior ao do método I, não foi constatada diferença significativa entre os métodos de aplicação nesse tempo Podemos então concluir a partir dos resultados apresentados que tanto o método de aplicação I como o II, com a concentração de 0,85 mM de ácido ascórbico por um período de 24 h foi à metodologia mais eficiente para a aplicação exógena de ácido ascórbico em sementes de feijão-de-corda, cultivar EPACE 10. No segundo experimento, tendo já definido a metodologia de aplicação exógena, foi feita então a investigação do possível efeito do pré ou pós-tratamento com ácido ascórbico na atenuação dos efeitos danosos provocados pelo envelhecimento nas sementes de feijão-de-corda, através de parâmetros fisiológicos e bioquímicos. As sementes foram submetidas a quatro tratamentos: T1 - sementes não envelhecidas e não tratadas com ácido ascórbico (AsA), tratamento controle (SNE); T2 - sementes envelhecidas (45ºC, 99% U.R., no escuro) e não-tratadas com AsA (SE); T3 - as sementes, antes do envelhecimento foram submetidas a um pré-tratamento com 0,85 mM de AsA (SE-Pré-T); T4 - as sementes, após o envelhecimento, foram submetidas a um pós-tratamento com 0,85 mM de AsA (SE-Pós-T). As sementes do T4 apresentaram massa fresca maior que as do controle (T1). Houve uma redução de quase 15% na germinação das sementes após o envelhecimento, evidenciado no tratamento T2. Porém, quando as sementes foram tratadas com a solução de ácido ascórbico após o envelhecimento T4 a porcentagem de germinação foi maior que o do controle (T1) em quase 13%. As sementes dos tratamentos T2 e T3 apresentaram um maior percentual de danos de membrana (35,16 e 36,82 µs cm-1g-1semente respectivamente), avaliado pelo maior vazamento de eletrólitos (C.E), quando comparado com o controle T1 (17,84 µs cm-1g-1semente). As sementes envelhecidas do tratamento T2 apresentaram um menor vigor, avaliado pelo vazamento de eletrólitos, que o controle T1. O T3 provocou resultados negativos nas sementes de feijão-de-corda, em todas as variáveis relacionadas com o vigor e a germinação. Entretanto, a aplicação exógena de solução de ácido ascórbico a 0,85 mM após o envelhecimento por 72 h nas sementes de feijão-de-corda (T4) amenizou os efeitos deletérios provocados pelo envelhecimento no vigor e na germinação dessas sementes. Estas melhorias observadas em T4 foram evidenciadas por um maior conteúdo de matéria fresca e seca, maior integridade de membranas, menor peroxidação de lipídios, maior porcentagem de germinação, porcentagem de emergência de plântulas no campo, conteúdo de ascorbato e atividade da peroxidase do ascorbato (APX), quando comparado com o T3. Os resultados sugerem que a aplicação exógena de ácido ascórbico 0,85 mM nas sementes de feijão-de-corda após o envelhecimento artificial (pós-tratamento), pode atenuar seus efeitos deletérios provocados sobre o vigor e germinação dessas sementes. Finalmente, no terceiro experimento, foi investigado também o efeito da aplicação exógena de ácido ascórbico na aclimatação de sementes envelhecidas de feijão-de-corda ao estresse salino, também através de parâmetros fisiológicos e bioquímicos. As sementes foram envelhecidas por 72 h em câmara de envelhecimento acelerado (45 ºC, 99% U.R., no escuro) e posteriormente foram semeadas em papel germitest embebido com: água desionizada (T2); NaCl a 100 Mm (T3); ácido ascórbico a 0,85 Mm (T4); NaCl a 100 mM + Ac. Ascórbico a 0,85 mM (T5) e o tratamento controle consiste de sementes não envelhecidas, embebidas com água desionizada (T1). Foram feitas coletas em três estádios morfofisiológicos, sendo avaliadas variáveis fisiológicas relacionadas ao vigor. O T2 e o T3 afetaram o vigor das sementes com reduções na massa, na integridade das membranas e na germinação. O T4 atenuou os efeitos provocados pelo envelhecimento na germinação e no vigor, apresentando um maior Índice de velocidade de emergência (IVE) e menor tempo médio de emergência (TME) e maior teor de água. O T3 e T5 atrasaram a mobilização de reservas quando comparado com o T1 e T4. O T5 reduziu a massa fresca, aumentou o vazamento de eletrólitos e retardou a germinação com um menor IVE e maior TME. A aplicação de ácido ascórbico, foi capaz de atenuar os efeitos provocados pelo envelhecimento, más não foi capaz de atenuar os efeitos do NaCl nas sementes envelhecidas de feijão-de-corda. O estudo da relação entre o uso de antioxidantes naturais, com um possível revigoramento de sementes envelhecidas, utilizando o feijão-de-corda como modelo experimental, pode gerar estratégias de meios de potencializar as defesas antioxidativas e amenizar os efeitos de estresse em ambientes de armazenamento de sementes sob condições não controladas, principalmente em pequenas e médias propriedades rurais.
Abstract: The main objective of this study was to evaluate the effect of exogenous application of ascorbic acid in reducing the damage caused by aging and salinity in cowpea seeds. Three experiments were conducted, and the plant material used as a template in these experiments, seeds of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.], cultivate EPACE 10, available from the Germplasm Bank of cowpea of UFC. In the first experiment, preliminary tests were made to obtain the best methodology for the application of ascorbic acid in cowpea seeds. The seeds were incubated with 0.42 and 0.85 mM ascorbic acid at different exposure times (4h, 8h and 24h) using two different methods: (I) - Soaking in germitest paper in a petri dish and (II) - Drowning in solution in the Erlenmeyer. After applying the treatments were quantified in seeds, the ascorbic acid content and then compared to the standard content of endogenous ascorbic acid existing in the control seeds (0 h). It was observed that in all treatments examined, the endogenous AsA content of the seeds of cowpea was greater than that of control seeds, which have not undergone treatment. As has been increasing the exposure time of seeds, there was a steady increase in the ascorbic acid content of seeds, with a statistically significant difference between the exposure times examined, the most efficient of 24 h. There was a significant difference in the concentrations used exogenous, being 0.85 mM of the most efficient. There was no significant difference between the methods applied at a concentration of 0.42 mM, at a concentration of 0.85 mM. At 24 h of exposure, we observed that despite the numerical value of the method (II) is superior to the method (I), we found no statistically significant difference between application methods at that time then we can conclude from the results presented that both the method of application (I) or (II) with the concentration of 0.85 mM ascorbic acid for a period of 24 h was the most efficient methodology for the application of exogenous ascorbic acid in cowpea seeds, cultivate EPACE 10. In the second experiment, as defined the methodology of exogenous application was then made to investigate the possible effect of pre-or post-treatment with ascorbic acid in reducing the harmful effects caused by aging in the cowpea seeds, through physiological and biochemists. Seeds of cowpea rope were placed in accelerated aging chamber (45 °C, 99% RH in the dark). The seeds were subjected to four treatments: (T1) and aging seeds were not treated with ascorbic acid (AsA), control (SNE); (T2) and non-aged seeds treated with AsA (SE); (T3) seeds Before aging were subjected to a pretreatment with 0.85 mM AsA (SE-Pre-T); (T4) seeds, after aging, were subjected to a post-treatment with 0.85 mM AsA (Post-SE-T). The seeds of T4 showed higher fresh weight than the control (T1). There was a reduction of almost 15% seed germination after aging for 72 h, evidenced by the treatment (T2). However, when seeds were treated with ascorbic acid solution treatment (T4) the% germination was higher than in the control (T1) in almost 13%. Seed treatment (T2) and (T3) had a higher% of membrane damage (35.16 and 36.82), respectively, measured by increased electrolyte leakage (EC) when compared with the control (T1) (17.84). The aged seeds of treatment (T2) showed a smaller force, measured by electrolyte leakage, the control (T1). T3 caused negative results in the cowpea seeds with aging for 72 h in all variables related to the vigor and germination. However, exogenous application of ascorbic acid solution 0.85 mM after aging for 72 h in the cowpea seeds alleviated the harmful effects caused by aging vigor and germination of seeds. Evidenced by a higher content of fresh and dry weight, integrity of membranes, reduced lipid peroxidation, higher percentage germination, higher percentage of seedling emergence in the field, the higher content of ascorbate and APX activity increased when compared with the T3. The results suggest that exogenous application of 0.85 mM ascorbic acid in the cowpea seeds after artificial aging (after treatment), can mitigate their damaging effects on vigor and germination of these seeds. Finally, the third experiment, we investigated the effect of exogenous application of ascorbic acid in acclimation of aged seeds of cowpea to salt stress also through physiological and biochemical parameters. Seeds were aged for 72 h in the accelerated aging chamber (45 °C, 99% RH in the dark). After germitest were sown on paper soaked with (T2) deionized water (T3) 100 mM NaCl, (T4) and 0.85 mM ascorbic acid, (T5) at 100 mM NaCl + Ac. The 0.85 mM ascorbic acid and the control (T1), aging seeds with deionized water. Sampling was done in three stages morph physiologic, when variables related physiological effect. The T2 and T3 affect the vigor with mass reduction in membrane integrity and germination. The T4 attenuated effects caused by aging on the germination and vigor, presenting a higher emergence rate index (ESI) and lower mean emergence time (MET) and higher water content. The T3 and T5 delayed the mobilization of reserves compared with the T1 and T4. The T5 has reduced the fresh weight, increased electrolyte leakage and delayed germination with a largest ESI and smallest MET. The application of ascorbic acid, was able to mitigate the effects caused by aging, but was not able to mitigate the effects of NaCl in the aged seeds of cowpea. The study of the relationship between the use of natural antioxidants, with a possible revival of aged seeds, using the cowpea as a model, can generate media strategies to enhance antioxidative defenses and mitigating the effects of stress in storage environments seed under uncontrolled conditions, mainly in small and medium-sized farms.
Description: BRILHANTE, J. C. A. Aplicação de ácido ascórbico em sementes de feijão-de-corda [Vigna unguiculata (L.) Walp.] na atenuação dos efeitos do envelhecimento e do estresse salino. 2011. 125 f. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitotecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/8489
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