Effect of the parental environment on Arabidopsis thaliana seed quality | Efeito do ambiente parental na qualidade de sementes de Arabidopsis thaliana

A qualidade de sementes é determinada pela combinação de fatores gentéticos, físicos, viabilidade, vigor, uniformidade, dormência e longevidade. É adquirida durante o desenvolvimento e maturação da semente, no entanto, condições ambientais desfavoráveis durante esta fase, temperaturas inadequadas, deficit hídrico, falta de nutrientes e luz, podem reduzir a qualidade da semente. O trabalho teve como objetivo analisar a influência do ambiente parental na qualidade da semente, através da aplicação de diferentes concentrações de fosfato e temperaturas, durante o crescimento da planta de Arabidopsis. Para obter uma inicial visão da regulação genética pelos quais o ambiente afeta a qualidade da semente, foi utilizado um conjunto de diferentes genótipos. Primeiro, sementes de genótipo do tipo selvagem Landsberg erecta foram produzidas em sete diferentes concentrações de fosfato (0, 12.5, 50, 500, 2500, 5000 e 50000 μM) a fim de determinar a mais efetiva concentração de fosfato para a produção de sementes. Após esse experimento, as sementes de todo o conjunto de genótipos foram produzidas em três concentrações de fosfato (12.5 μM, 500 μM (condição padrão), 3000 μM) em combinação com duas diferentes temperaturas de crescimento (20° - condição padrão e 25° C C). Os resultados mostraram que tanto o fosfato como a tempetura influenciam a qualidade da semente. Para Columbia background, alta concentração de fosfato durante o desenvolvimento da semente diminuiu a dormência e a longevidade das sementes, determinada pelo teste de deterioração controlada. Alta temperatura de crescimento da planta (25° diminuiu a dormência das C) sementes para os genótipos NILDOG1, NILDOG3 e NILDOG6. Em geral, altos níveis de fosfato durante o desenvolvimento da semente proporcionaram melhor germinação em NaCl, manitol e ABA. A combinação de alta concentração de fosfato e baixa temperatura durante o crescimento da planta resultou em maior acúmulo de fitato e fosfato na semente. Entretanto, estudos adicionais são requeridos para melhor esclarescimento das complexas interações entre fatores ambientais e genéticos que regulam a dormência e a qualidade das sementes.

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Seed quality is determined by a combination of genetic homogeneity, physical appearance, viability, vigor, uniformity, dormancy and longevity. Seed quality is acquired during seed development and maturation, therefore unfavorable environmental changes during these stages, including the change of temperature, drought stress, lack of nutrients and light, can reduce seed quality. The work presented here analyzes the influence of the parental environment on seed quality, in order to predict seed quality according to growth conditions. To obtain an initial view on the genetic regulation of the environment on seed quality we have used set of different genotypes (standard laboratory genotypes, near isogenic lines and mutants). These plants have be grown in different phosphate concentrations and temperatures. First seeds of wild type Landsberg erecta were grown at seven different phosphate concentrations (0, 12.5, 50, 500, 2500, 5000 and 50000 μM) in order to determine the most effective phosphate concentrations. After this experiment, the whole set of genotypes was grown at three phosphate concentrations (12.5 μM, 500 μM (standard condition), 3000 μM) in combination with two different temperatures (20 oC (standard condition) and 25 oC). The results show that phosphate concentration and temperature both influence seed quality. For the Columbia background, high phosphate levels during seed development decrease seed dormancy and seed longevity as determined by the controlled deterioration test. High parental growth temperature (25° decrease dormancy seeds for genotypes NILDOG1, C) NILDOG3 and NILDOG6. In general, high phosphate levels during seed development provided a better performance of germination in NaCl, mannitol and ABA. The combined effects of high phosphate concentration and low parental growth temperature resulted in the highest phytate and phosphate content in seeds. However, further investigations are required to fully understand the complex interactions between environmental and genetic factors regulating seed dormancy and seed quality.