Ácido salicílico em sementes de feijoeiro: qualidade fisiológica e tolerância de plântulas ao estresse por baixa temperatura | Salicylic acid in bean seeds: physiological quality and tolerance of seedlings to low temperature stress

The common bean when sown in august and september in Rio Grande do Sul is subject to damages and losses due to the low temperature stress common in this period. Thus, the germination and emergence of the seeds are impaired and the seedlings present reduced growth and development. The damage caused by stress can be minimized by the application of plant hormones. Salicylic acid acts in different physiological processes in plants, besides acting as a signal and inducer of tolerance to several abiotic stresses, such as drought, extreme temperatures, salinity and contamination by heavy metals. Thus, the application of salicylic acid may contribute to the tolerance of bean seedlings to low temperature stress during germination and initial development of the crop. Thus, the objective of this study was to study the application of different concentrations of salicylic acid and forms of application of the product in bean seeds; as well as the effect of salicylic acid on the germination and initial development of seedlings submitted to low temperature stress. Seed germination, growth, mass accumulation, antioxidant enzyme activity and lipid peroxidation of seedlings were evaluated. In the first chapter, the bean seeds of the cultivars Fepagro 26 and SCS204 Predileto were submitted to germination with the application of different concentrations of salicylic acid, being zero, 250, 500, 750, 1000, 3000 and 5000 μM. Seed imbibition occurred in two ways: [1] germination paper moistened with salicylic acid solutions; [2] imbibition of seeds in salicylic acid solutions in plastic boxes for 24 hours and subsequent sowing on germinated paper moistened with distilled water. The material was kept in a germination chamber under constant photoperiod and temperature of 25 ° C. On the fifth day after sowing the number of normal seedlings (first count), length, fresh and dry mass of seedlings were determined. The percentage of germination was evaluated nine days after sowing. It was concluded that the salicylic acid in concentrations up to 1000 μM did not affect the germination of bean seeds of the cultivars Fepagro 26 and SCS204 Predileto, using the soaking of the seeds for 24 hours and the imbibition in the paper of germination. Salicylic acid concentrations up to 1000 μM and soaking the seeds for 24 hours does not affect the vigor (first count) of the two bean cultivars. In the experiments of the second chapter the objective was to study the tolerance induced by salicylic acid in bean seeds in the germination and initial development of seedlings under low temperature stress, evaluating the physiological and biochemical parameters of the seedlings. The experiment developed to evaluate the physiological performance of the seeds was conducted in a 5 x 4 bipatorial, with concentrations of salicylic acid (zero, 250, 500, 750 and 1000 μM) and temperature regimes (25, 20, 15, 20-10 ºC), using seeds of the cultivars Fepagro 26 and SCS204 Predileto. The percentage of normal seedlings of the germination test (first count) was evaluated on the fifth day after sowing and the percentage of germination on the ninth day. On the seventh day the length, the fresh mass and the dry mass of the seedling were determined after drying in an oven for 48 hours. For the biochemical experiment, only seeds of the Fepagro 26 cultivar, conducted in a 4 x 3 bifactorial (zero, 250, 500 and 750 μM x 25, 15 and 20-10 ° C) were used, evaluated at seven days after sowing the activity of the enzymes superoxide dismutase, guaicol peroxidase and the lipid peroxidation of the bean seedlings. It is concluded that temperatures of 15ºC and 20-10ºC affect the germination and vigor of the bean seeds, but the cultivars Fepagro 26 and SCS204 Predileto show different behavior regarding low temperature stress. The exogenous salicylic acid induces the tolerance of bean seedlings to low temperature stress during germination and initial development, promoting greater germination and vigor of the seeds in the concentrations of 100 to 400 μM for the Fepagro 26 cultivar, and in the concentrations between 250 a 700 μM for the cultivar SCS204 Predileto. Salicylic acid induces the activation of the antioxidant enzyme guaiacol peroxidase in the primary root of bean seedlings of the Fepagro 26 cultivar under low temperature, but does not induce activation of the enzyme superoxide dismutase and does not reduce lipid peroxidation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O feijão comum quando semeado nos meses de agosto e setembro no Rio Grande do Sul está sujeito a danos e perdas pelo estresse de baixa temperatura, comum neste período. Assim, a germinação e emergência das sementes são prejudicadas e as plântulas apresentam redução do crescimento e desenvolvimento. Os danos provocados pelo estresse podem ser minimizados pela aplicação de hormônios vegetais. O ácido salicílico atua em diferentes processos fisiológicos nas plantas, além de atuar como sinalizador e indutor de tolerância a diversos estresses abióticos, como seca, temperaturas extremas, salinidade e contaminação por metais pesados. Dessa forma, a aplicação de ácido salicílico pode contribuir com a tolerância das plântulas de feijão ao estresse de baixa temperatura durante a germinação e desenvolvimento inicial da cultura. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi estudar a aplicação de diferentes concentrações de ácido salicílico e formas de aplicação do produto em sementes de feijão; bem como, o efeito do ácido salicílico na germinação e desenvolvimento inicial das plântulas submetidas ao estresse de baixa temperatura, avaliando-se a germinação das sementes, crescimento, acúmulo de massa, atividade de enzimas antioxidantes e a peroxidação lipídica das plântulas. No primeiro capítulo, as sementes de feijão das cultivares Fepagro 26 e SCS204 Predileto foram submetidas à germinação com a aplicação de diferentes concentrações de ácido salicílico, sendo: zero, 250, 500, 750, 1000, 3000 e 5000 μM. A embebição das sementes ocorreu de duas formas: [1] papel de germinação umedecido com as soluções de ácido salicílico; [2] embebição das sementes nas soluções de ácido salicílico em caixas plásticas por 24 horas e posterior semeadura em papel de germinação umedecido com água destilada. O material foi mantido em câmara de germinação sob fotoperíodo constante e temperatura de 25 ºC. No quinto dia após a semeadura determinou-se o número de plântulas normais (primeira contagem), comprimento, massa fresca e seca de plântula. A porcentagem de germinação foi avaliada aos nove dias após a semeadura. Concluiu-se que o ácido salicílico em concentrações até 1000 μM não prejudica a germinação de sementes de feijão das cultivares Fepagro 26 e SCS204 Predileto, utilizando-se a embebição das sementes por 24 horas e a embebição no papel de germinação. Concentrações de ácido salicílico até 1000 μM e embebição das sementes por 24 horas não afeta o vigor (primeira contagem) das duas cultivares de feijão. Nos experimentos do segundo capítulo objetivou-se estudar a tolerância induzida pelo ácido salicílico em sementes de feijão na germinação e no desenvolvimento inicial de plântulas sob estresse de baixa temperatura, avaliando-se parâmetros fisiológicos e bioquímicos das plântulas. O experimento desenvolvido para avaliar o desempenho fisiológico das sementes foi conduzido em um bifatorial 5 x 4, com concentrações de ácido salicílico (zero, 250, 500, 750 e 1000 μM) e regimes de temperaturas (25, 20, 15, 20-10 ºC), utilizando-se sementes das cultivares Fepagro 26 e SCS204 Predileto. Avaliou-se a porcentagem de plântulas normais do teste de germinação (primeira contagem) no quinto dia após a semeadura e a porcentagem de germinação no nono dia. No sétimo dia determinou-se o comprimento, a massa fresca e a massa seca de plântula após a secagem em estufa por 48 horas. Para o experimento bioquímico, utilizou-se apenas as sementes da cultivar Fepagro 26, conduzido em bifatorial 4 x 3 (zero, 250, 500 e 750 μM x 25, 15 e 20-10 ºC), avaliando-se aos sete dias após a semeadura a atividade das enzimas superóxido dismutase, guaicol peroxidase e a peroxidação lipídica das plântulas de feijão. Conclui-se que temperaturas de 15 ºC e 20-10 ºC prejudicam a germinação e o vigor das sementes de feijão, mas as cultivares Fepagro 26 e SCS204 Predileto apresentam comportamento distinto quanto ao estresse de baixa temperatura. O ácido salicílico exógeno induz a tolerância das plântulas de feijão ao estresse de baixa temperatura durante a germinação e o desenvolvimento inicial, promovendo maior germinação e vigor das sementes nas concentrações de 100 a 400 μM para a cultivar Fepagro 26, e nas concentrações entre 250 a 700 μM para a cultivar SCS204 Predileto. O ácido salicílico induz a ativação da enzima antioxidante guaiacol peroxidase na raiz primária de plântulas de feijão da cultivar Fepagro 26 sob baixa temperatura, mas não induz a ativação da enzima superóxido dismuatase e não reduz a peroxidação lipídica.