Caracterização morfofisiológica e do perfil de poliaminas durante a germinação de sementes de Polygala sellowiana A. St. - Hil, & Moq., visando sua propagação e conservação

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2018.

Polygala sellowiana é uma espécie nativa dos campos do Planalto Meridional Sul que apresenta potencial medicinal. O objetivo deste trabalho foi estudar aspectos morfohistológicos, qualidade fisiológica e perfil de poliaminas de sementes de P. sellowiana visando gerar subsídios para a propagação e conservação desta espécie. As sementes foram coletadas em Rancho Queimado/SC. Após a coleta, foi determinado peso de mil sementes, rendimento de sementes por infrutescência, viabilidade visual e teste do tetrazólio. As sementes foram submetidas aos testes de germinação e quebra de dormência, no qual foram avaliados os efeitos do ácido giberélico 500 µM (GA3), da alternância de temperaturas (10/18°C, com fotoperíodo de 12 horas coincidindo com a temperatura mais alta) e estratificação (5±2ºC por 20 e 40 dias no escuro). Para a análise morfohistológica utilizou-se sementes com e sem tegumento, maturas e germinadas, que foram analisadas em Microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Foi realizada a quantificação de poliaminas (PAs) durante a germinação das sementes. Sementes maturas de P. sellowiana apresentam tegumento recoberto por densa camada de tricomas unisseriados, apêndice bilobado e elaiossomo localizados na região basal. As análises histológicas evidenciaram que a semente de P. sellowiana é constituída por tegumento, endosperma e embrião. Tegumento com cutícula, células paliçádicas e parênquima lacunoso constituído de substâncias polifenólicas. O endosperma carnoso que recobre todo o embrião é formado por 2-6 camadas de células com reserva proteica. O embrião é contínuo linear, com dois cotilédones, região meristemática apical caulinar e radicular interligado pela presença de procâmbio com presença de proteínas, evidenciadas pela coloração CBB. Cada inflorescência apresenta média de 20 sementes maturas. O teste do tetrazólio e a viabilidade visual indicaram 86% e 88% de sementes viáveis, respectivamente. As sementes de P. sellowiana apresentaram conteúdo de água de 11 g H2O g-1 DW. A curva de embebição demonstrou um padrão trifásico nas sementes tratadas com GA3, o tratamento com H2O não chegou a fase III, por não ocorrer a germinação. O tratamento com GA3 afetou significativamente a germinação das sementes de P. sellowiana, com uma porcentagem de germinação de 88,7% nas sementes provenientes do tratamento sem estratificação. Sementes estratificadas a 4°C por 20 dias e 40 dias e com GA3 apresentaram uma porcentagem de germinação de 86,7% e 83,3%, respectivamente. Da mesma forma na presença de GA3, o tratamento de alternância de temperaturas apresentou uma taxa de germinação de 75,33%. Todos os tratamentos com H2O apresentaram baixos valores de germinação, com média de 1,0%. Os valores médios de IVG na presença de GA3 também foram significativamente superiores (1,46) quando comparados à ausência deste fator (0,01). Foi observado que a germinação das sementes se dá pela ruptura do tegumento e, após protrusão da radícula na região basal da semente, o consumo de reservas se inicia pela mesma região. Na semente germinada há um aumento na vascularização do embrião e observa-se uma deposição de amiloplastos na ponta da radícula. Putrescina (Put), cadaverina (Cad), espermidina (Spd) e espermina (Spm) foram as poliaminas (PAs) observadas nas diferentes fases de germinação. A Spd foi a PA observada com maior concentração na semente matura (26,61 µg.g-1 MF), o conteúdo de Spm reduziu a partir da semente matura (14,57 µg.g-1 MF) seguindo nas diferentes fases da germinação. Estes são os primeiros dados gerados sobre sementes desta espécie e estabeleceram as condições básicas e iniciais para o uso e propagação desta espécie nativa com potencial medicinal.

Abstract : Polygala sellowiana is a native species to the South Plateau field that has medicinal potential. The objective of this work was to study morphological characteristics, physiological quality and polyamines profile of P. sellowiana seeds in order to generate subsidies for the propagation and conservation of this species. The seeds were collected in Rancho Queimado / SC. After the collection, a thousand seeds weight, seed yield by infructescence, visual viability and tetrazolium test were determined. The seeds were submitted to the germination and dormancy breakage tests, in which the effects of gibberellic acid 500 µM (GA3), temperature alternation (10/18 °C, with photoperiod of 12 hours coinciding with the highest temperature) and stratification (5 ± 2ºC for 20 and 40 days in the dark). For the morphological analysis, seeds with and without tegument, mature and germinated, were analyzed in light microscopy and scanning electron microscopy. Polyamines (PAs) were quantified during seed germination. P. sellowiana mature seeds have shown tegument covered by dense layer of uniseriate trichomes, bilobed appendix and elaiossome located in the basal region. Histological analysis showed that the seed of P. sellowiana is composed of tegument, endosperm and embryo. Tegument with cuticle, palisade cells and lacunar parenchyma consisting of polyphenolic substances. The fleshy endosperm covering the entire embryo consists of 2-6 layers of cells with protein reserve. The embryo is linear continuous, with two cotyledons, apical and root meristem region interconnected by the presence of procambium with presence of proteins, evidenced by CBB staining. Each inflorescence presents an average of 20 mature seeds. The tetrazolium test and visual viability indicated 86% and 88% of viable seeds, respectively. The seeds of P. sellowiana presented water content of 11% g H2O g-1 dw. The imbibition curve showed a three-phase pattern in seeds treated with GA3, treatment with H2O did not reach phase III, because germination did not occur. The treatment with GA3 significantly affected seed germination of P. sellowiana, with a germination percentage of 88.7% in the seeds from the treatment without stratification. Seeds stratified at 4 °C for 20 days and 40 days and with GA3 presented a germination percentage of 86.7% and 83.3%, respectively. Similarly in the presence of GA3, the temperature alternating treatment had a germination rate of 75.33%. All treatments with H2O presented low germination values with a mean of 1.0%. The mean values of IVG in the presence of GA3 were also significantly higher (1.46) when compared to the absence of this factor (0.01). It was observed that seed germination occurs by tegument rupture and, after protrusion of the radicle in the basal region of the seed, the consumption of reserves starts from the same region. In the germinated seed, there is an increase in the vascularization of the embryo and a deposition of amiloplasts in the tip of the radicle is observed. Putrescin (Put), cadaverine (Cad), spermidine (Spd) and spermine (Spm) were the polyamines (PAs) observed in the different stages of germination. The Spd was the PA observed with the highest concentration in the mature seed (26.61 µg.g-1 MF), the Spm content reduced from the mature seed (14.57 µg.g-1 MF) following the different stages of germination. These are the first data generated on seeds of this species and established the basic and initial conditions for the use and propagation of this native species with medicinal potential.